2024-2025学年高中化学 第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能 第2课时教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第2课时教案新人教版必修2主备人备课成员教材分析本节课为人教版高中化学必修2第二章化学反应与能量的第二节化学能与电能，主要内容包括原电池和电解池的原理及其应用。本节内容与第一节化学反应与能量的关系紧密相连，进一步引导学生从能量的角度理解化学反应。通过本节课的学习，学生应掌握原电池和电解池的工作原理，了解它们在生活和生产中的应用，以及如何设计相关的化学实验。同时，本节课也为后续学习化学电源和电化学腐蚀等知识点奠定基础。核心素养目标本节课旨在培养学生的科学探究与创新意识，强化科学思维与科学态度，提升模型认知与建构能力。学生需通过自主学习与合作交流，掌握原电池和电解池的原理及其应用，从能量的角度理解化学反应。同时，通过实验探究，培养学生的问题解决能力，使他们在实践中学会观察、分析、归纳和总结。此外，本节课还着重培养学生的社会责任感，使他们在学习化学知识的同时，关注化学与生活、生产的关系，认识化学在可持续发展中的作用。教学难点与重点1.教学重点

（1）原电池和电解池的原理及其应用：理解原电池和电解池的工作原理，掌握它们的组成、反应过程和能量转换。

举例：通过具体的原电池和电解池实例，如锌铜原电池和铜锌原电池，让学生了解它们的工作原理和应用。

（2）化学反应与能量的关系：从能量的角度理解化学反应，认识化学能与电能的转化。

举例：以燃烧反应和氧化还原反应为例，引导学生从能量的角度分析化学反应，探讨化学能与电能的关系。

（3）化学实验设计与操作：学习设计简单的化学实验，掌握实验操作技能，观察实验现象，分析实验结果。

举例：设计一个原电池实验，让学生通过实验观察原电池的工作过程，了解实验现象，并分析实验结果。

2.教学难点

（1）原电池和电解池的原理及其应用：理解原电池和电解池的工作原理，特别是电极反应的理解和应用。

举例：学生可能对电极反应的理解不够深入，难以理解电极上发生的化学反应及其与能量转换的关系。

（2）化学反应与能量的关系：从能量的角度理解化学反应，认识化学能与电能的转化。

举例：学生可能对化学反应中能量的变化难以理解，难以将化学能与电能联系起来。

（3）化学实验设计与操作：学习设计简单的化学实验，掌握实验操作技能，观察实验现象，分析实验结果。

举例：学生可能对实验设计的原理和方法不够了解，导致实验操作不规范，观察实验现象不准确，分析实验结果不深入。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材《高中化学必修2》以及相关的学习资料，以便于学生进行自主学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如原电池和电解池的工作原理图、能量转换示意图等，以帮助学生更好地理解和掌握相关概念。

3.实验器材：本节课涉及实验操作，需要准备实验器材，包括电极材料（如锌片、铜片）、电解质溶液（如稀硫酸）、导线、电压表等。同时，要确保实验器材的完整性和安全性，检查电极是否损坏，导线是否完好，电压表是否准确等。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。在教室中设置实验操作区域，配备适当的实验桌和椅子，确保学生有足够的空间进行实验操作和观察。

5.教学工具：准备投影仪、电脑、白板等教学工具，以便于教师展示教材内容、辅助材料和进行课堂讲解。

6.课件准备：制作与教学内容相关的课件，包括教学重点和难点的详细讲解，实例分析，实验操作步骤等，以便于教师在课堂上进行讲解和演示。

7.教学指导资料：准备教学指导资料，包括实验步骤说明、安全注意事项等，以便于学生在实验过程中参考和遵循。

8.作业布置：准备与本节课内容相关的作业，包括习题和实验报告等，以便于学生巩固所学知识和技能。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对化学能与电能转换的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道化学能可以转换为电能吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于原电池和电解池的图片或视频片段，让学生初步感受化学能与电能转换的魅力或特点。

简短介绍原电池和电解池的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.化学能与电能基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解化学能与电能转换的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解化学能与电能转换的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍原电池和电解池的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.化学能与电能案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解化学能与电能转换的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的原电池和电解池案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解化学能与电能转换的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用化学能与电能转换解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论化学能与电能转换的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与化学能与电能转换相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对化学能与电能转换的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调化学能与电能转换的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括化学能与电能转换的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调化学能与电能转换在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用化学能与电能转换。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于化学能与电能转换的短文或报告，以巩固学习效果。学生学习效果1.知识掌握：学生能够理解并掌握原电池和电解池的基本原理，包括它们的组成、工作过程和能量转换。他们应该能够识别不同的电化学细胞，并理解它们在实际应用中的工作原理。

2.概念理解：学生能够明确化学能与电能之间的关系，理解化学反应中能量的转换过程。他们应该能够将所学知识应用到具体的化学反应中，分析并解释能量的转化。

3.实验技能：学生能够通过实验操作，亲自观察并记录原电池和电解池的工作现象。他们应该能够正确使用实验器材，掌握实验操作的基本技能，并能够分析实验结果。

4.问题解决：学生能够运用所学知识解决实际问题，如设计简单的原电池或电解池，分析并评估其性能。他们应该能够提出创新性的想法或建议，改进现有的电化学系统。

5.团队合作：通过小组讨论和课堂展示，学生能够培养良好的团队合作精神。他们应该能够有效地与他人沟通和合作，共同解决问题，并提出创新的解决方案。

6.科学思维：学生能够培养科学思维能力，通过观察、分析、归纳和总结实验现象，理解并掌握科学原理。他们应该能够将所学知识与实际情况相结合，形成科学的认知和理解。

7.学习兴趣：通过引入与生活密切相关的实例和实验，学生能够激发对化学能与电能转换的学习兴趣。他们应该能够认识到化学知识在现实生活中的重要性，并能够主动探索和学习相关知识。典型例题讲解1.例题1：原电池的工作原理

题目：解释原电池的工作原理，并给出一个具体的例子。

解答：原电池的工作原理是基于氧化还原反应。在原电池中，两种不同的金属或金属与非金属电极通过电解质溶液连接，形成一个闭合回路。在负极上，发生氧化反应，金属原子失去电子成为阳离子；在正极上，发生还原反应，阳离子获得电子成为金属原子。这个过程中，电子从负极流向正极，形成电流。

举例：锌铜原电池是一个典型的原电池例子。在锌铜原电池中，锌片作为负极，铜片作为正极。锌片放入含有硫酸的溶液中，锌原子失去电子成为锌离子，同时释放出电子。电子通过外部电路流向铜片，铜离子在铜片上获得电子成为铜原子，沉积在铜片上形成金属沉积物。这个过程中，化学能转化为电能。

2.例题2：电解池的原理

题目：解释电解池的原理，并给出一个具体的例子。

解答：电解池的原理是基于外加电源强迫下的氧化还原反应。在电解池中，将含有阴阳离子的溶液连接到电源的两端，阳极和阴极上分别发生氧化和还原反应。

举例：铜锌原电池是一个典型的电解池例子。在铜锌原电池中，铜片作为阴极，锌片作为阳极。将铜片和锌片放入含有硫酸的溶液中，然后连接到电源。在阳极上，锌原子失去电子成为锌离子，释放出电子；在阴极上，铜离子获得电子成为铜原子，沉积在铜片上形成金属沉积物。这个过程中，外加电源提供了电子，促使氧化还原反应发生，化学能转化为电能。

3.例题3：电化学腐蚀

题目：解释电化学腐蚀的原理，并给出一个具体的例子。

解答：电化学腐蚀是由于金属在电解质溶液中发生氧化还原反应而导致的腐蚀现象。金属作为阳极失去电子成为阳离子，而阴极上的溶液中的阳离子获得电子成为金属原子，沉积在金属表面形成腐蚀产物。

举例：钢铁的电化学腐蚀是一个常见的例子。钢铁中含有铁和碳，当钢铁表面暴露在潮湿的空气中时，铁原子失去电子成为铁离子，而碳作为阴极上的溶液中的阳离子获得电子成为碳原子。这个过程中，钢铁表面形成了铁的氧化物腐蚀产物，导致钢铁的腐蚀。

4.例题4：原电池和电解池的应用

题目：解释原电池和电解池在实际应用中的重要性，并给出一个具体的例子。

解答：原电池和电解池在实际应用中具有重要意义，它们广泛应用于生活和工业中。原电池如锌铜原电池和锂离子电池等，被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等设备中，为我们的生活和工作提供便利。电解池如电解槽，被广泛应用于金属的电镀、水的电解制氢等领域，为工业生产提供高效的能量转换和处理手段。

举例：电动汽车的电池系统就是一个典型的原电池应用例子。电动汽车的电池系统采用锂离子电池，通过化学能与电能的转换，为电动汽车提供动力。锂离子电池具有高能量密度、长寿命和环保等优点，是电动汽车的理想动力来源。

5.例题5：化学能与电能转换的效率

题目：解释化学能与电能转换的效率，并给出一个具体的例子。

解答：化学能与电能转换的效率是指在化学反应中转化为电能的能量与反应中总能量的比值。这个比值反映了化学能转化为电能的效率。

举例：锂离子电池的化学能与电能转换效率较高，可达90%以上。这意味着在锂离子电池的充放电过程中，输入的化学能中有90%以上被转化为电能，从而为电动汽车等设备提供高效的能量供应。反思改进措施（1）实践教学：通过实验操作，使学生亲身体验化学能与电能转换的过程，增强学生的实践能力和创新意识。

（2）案例教学：引入生活实例，让学生了解化学能与电能转换在实际生活中的应用，提高学生的学习兴趣和实际应用能力。

（3）小组讨论：组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和批判性思维，促进学生的深入思考和知识应用。

2.存在主要问题

（1）实验器材不足：实验器材的缺乏会影响学生的实验操作和观察，进而影响学生的学习效果。

（2）教学方法单一：过分依