2024新教材高中化学 第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化 第2课时 化学反应能量转化的重要应用-化学电池教学实录 鲁科版第二册

2024新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第2节化学反应与能量转化第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池教学实录鲁科版第二册主备人备课成员设计意图本节课旨在通过化学电池的应用实例，让学生理解化学反应与能量转化的关系，掌握化学电池的工作原理和能量转换过程，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。核心素养目标培养学生运用化学知识解释自然界中能量转化现象的能力，提高分析化学电池能量转化过程的能力，强化实验探究和问题解决意识，提升科学思维和科学探究的素养。教学难点与重点1.教学重点

①掌握化学电池的基本结构和工作原理，包括电极反应、电解质溶液和盐桥的作用。

②理解化学能转化为电能的过程，能够根据电极反应方程式计算电池电动势和电池反应的吉布斯自由能变化。

③分析化学电池的优缺点及其在现实生活中的应用，如电动汽车、手机等。

2.教学难点

①理解化学电池中电子流动和离子流动的关系，以及电荷守恒在电池工作中的作用。

②准确书写和计算电极反应方程式，包括氧化还原反应的配平。

③分析电池内阻对电池性能的影响，以及如何提高电池的能量密度和循环稳定性。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-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、化学实验器材（电池、电极、电解质溶液、盐桥等）

-课程平台：学校内部教学平台、化学教学软件

-信息化资源：化学电池相关教学视频、在线实验操作演示

-教学手段：实物展示、动画演示、小组讨论、实验操作教学过程1.导入（约5分钟）

激发兴趣：通过展示手机充电的场景，提出问题：“充电时发生了什么？电能是如何存储和释放的？”

回顾旧知：回顾氧化还原反应、电解质溶液的基本概念，以及化学能与电能之间的转化。

2.新课呈现（约25分钟）

讲解新知：

-详细讲解化学电池的基本结构和工作原理，包括电池的负极、正极、电解质和盐桥的作用。

-解释电极反应、氧化还原反应以及电池电动势的概念。

举例说明：

-以锌-铜电池为例，说明电池内部发生的氧化还原反应和能量转化过程。

-计算电池的电动势，并解释其意义。

互动探究：

-引导学生讨论不同类型化学电池的特点和应用。

-通过小组讨论，让学生设计一个简单的化学电池实验，并预测实验结果。

3.实验演示（约10分钟）

-教师演示化学电池的制作过程，包括电池的组装、连接电路等步骤。

-展示电池在工作状态下的电压和电流变化。

4.学生实验（约15分钟）

-学生分组进行化学电池实验，根据所学知识组装和测试电池。

-教师巡视指导，确保学生正确操作。

5.数据分析与讨论（约15分钟）

-学生记录实验数据，包括电压、电流和实验时间等。

-分析实验数据，讨论影响电池性能的因素。

6.案例分析（约10分钟）

-通过展示实际应用案例（如电动汽车、太阳能电池等），让学生思考化学电池在实际生活中的重要性。

7.巩固练习（约15分钟）

学生活动：

-完成课本上的练习题，巩固对化学电池能量转化的理解。

-分析不同类型化学电池的能量效率。

教师指导：

-解答学生在练习中遇到的问题。

-强调关键概念和计算方法。

8.总结与反思（约5分钟）

-教师总结本节课的主要知识点，强调化学电池能量转化的原理和应用。

-学生反思自己在学习过程中的收获和不足。

9.课后作业（约5分钟）

-布置课后作业，包括课本习题和实验报告的撰写。

-布置思考题，引导学生思考化学电池在可持续发展中的作用。学生学习效果学生学习效果

1.知识掌握：

-学生能够熟练掌握化学电池的基本结构、工作原理以及电池电动势的计算方法。

-学生能够区分不同类型化学电池的特点，如原电池和电解池的区别，以及它们在能量转化中的应用。

-学生能够理解化学能与电能之间的转化过程，以及能量转化的效率和影响因素。

2.技能提升：

-学生通过实验操作，提高了动手实践能力，学会了化学电池的组装和测试方法。

-学生在数据分析环节，提升了数据处理和问题解决能力，能够运用所学知识分析实验数据并得出结论。

-学生在小组讨论和案例分析中，提高了团队合作能力和沟通能力，能够与他人分享观点并共同解决问题。

3.思维培养：

-学生在探索化学电池能量转化过程中，培养了科学思维和逻辑推理能力。

-学生通过分析实际案例，提升了批判性思维能力，能够从不同角度审视化学电池的应用和挑战。

-学生在学习过程中，形成了对化学能源和可持续发展的初步认识，增强了社会责任感和环保意识。

4.应用能力：

-学生能够将所学知识应用于实际生活，如理解电动汽车电池的工作原理，思考化学电池在新能源领域的应用前景。

-学生在解决实际问题时，能够运用化学知识分析电池性能，提出改进建议。

-学生通过学习化学电池，对化学学科产生了更深的兴趣，激发了进一步探索化学世界的热情。

5.综合素养：

-学生在化学电池的学习过程中，培养了观察、实验、分析和反思的能力，这些能力对于未来的学习和职业发展具有重要意义。

-学生通过参与化学实验和讨论，提高了自主学习能力，学会了如何查阅资料、整理信息、提出问题并寻求答案。

-学生在团队合作中，学会了尊重他人、倾听意见，以及如何在团队中发挥自己的作用，这些素养对于个人成长和社会交往至关重要。教学反思与总结哎呀，这节课上完之后，我真是感慨万千。咱们来聊聊这节课吧，我觉得有几个地方做得还不错，但也有些地方需要改进。

首先，我觉得导入环节挺成功的。我通过展示手机充电的场景，激发了学生的兴趣，他们都很积极地参与讨论，这让我很高兴。不过，我也发现有些学生对于电池的能量转化原理还是有点模糊，可能需要我在今后的教学中更加细致地讲解。

然后，新课呈现这部分，我尽量用通俗易懂的语言来讲解化学电池的工作原理，尽量结合生活中的实例。我发现学生们对于电池电动势的计算这部分掌握得还不错，但在书写电极反应方程式时，有些学生还是有些吃力。这说明我在教学过程中，可能需要加强对这部分内容的练习和巩固。

实验演示环节，我尽量让学生们亲自操作，这样他们能更直观地理解化学电池的工作原理。不过，在实验过程中，我发现有几个小组在连接电路时出现了一些小错误，这说明我在实验指导上还需要更加细致，确保每个学生都能正确操作。

在学生实验环节，我注意到学生们都很认真，但有些学生在记录实验数据时不够规范，这让我意识到在今后的教学中，我需要强调实验记录的重要性，让学生养成良好的实验习惯。

数据分析与讨论环节，学生们能够积极参与，提出了一些很有意思的问题，这让我很欣慰。但我也发现，有些学生在分析数据时，还是缺乏深度，这可能是因为他们对相关理论知识掌握不够扎实。所以，我打算在今后的教学中，加强理论知识的讲解，让学生们能够更好地运用所学知识来分析问题。

至于案例分析，我觉得这个环节挺有意义的，学生们通过讨论，对化学电池在现实生活中的应用有了更深的理解。不过，我也发现有些学生对于电池的优缺点分析得不够全面，这可能是因为他们对电池的背景知识了解不够。

当然，也存在一些不足。比如，我在讲解电极反应方程式时，可能没有足够的时间让学生练习，导致他们在书写时有些吃力。另外，我在实验指导上还需要更加细致，确保每个学生都能正确操作。

针对这些问题，我打算在今后的教学中，一是要加强理论知识的讲解，让学生们能够更好地运用所学知识来分析问题；二是要增加实验练习的次数，让学生们在实践中提高技能；三是在教学过程中，要更加注重学生的个体差异，因材施教，让每个学生都能在课堂上有所收获。课堂在课堂评价方面，我采取了一系列措施来确保教学效果的反馈和学生的积极参与。

首先，我通过提问来评价学生的理解程度。在讲解化学电池的工作原理时，我会提出一系列问题，如“电池的正负极分别发生了什么反应？”“电解质溶液在电池中扮演什么角色？”等。通过观察学生的回答，我能够判断他们对知识的掌握情况。对于那些回答准确的学生，我会给予表扬和鼓励；对于那些回答不准确或存在疑惑的学生，我会进行个别辅导，帮助他们理解难点。

其次，课堂观察也是我评价学生学习情况的重要方式。在实验演示环节，我会注意学生是否能够按照实验步骤正确操作，是否能够注意到实验中的细节。在学生实验时，我会巡视各个小组，观察他们的实验态度、操作技能和团队合作情况。通过这些观察，我可以及时发现问题，比如操作不当、数据记录不规范等，并现场给予指导。

在测试环节，我会设计一些针对性的练习题，如计算电池电动势、分析电池反应方程式等，来评价学生对知识的掌握程度。这些测试题既包括基础知识的考察，也包括应用能力的测试。通过测试，我可以了解学生对知识的理解和应用能力，以及他们在学习过程中的进步。

对于作业评价，我认真批改每一份作业，并给予详细的点评。我会指出学生的优点，如解题思路清晰、计算准确等，同时也会指出他们的不足，如概念理解不透彻、计算错误等。通过及时的反馈，我鼓励学生认真对待作业，继续努力提高。

在教学过程中，我还采用了以下评价方法：

-小组讨论评价：在讨论环节，我会评价学生的参与度、表达能力和团队合作精神。通过小组讨论，我能够观察到学生在交流中如何运用所学知识，以及他们是否能够倾听他人的意见。

-实验报告评价：对于实验报告，我会评价学生的实验设计、操作描述、数据分析以及结论的合理性。这有助于学生形成严谨的实验态度和科学的研究方法。

-学生自评与互评：我鼓励学生进行自我评价和互评，这样他们可以反思自己的学习过程，同时也能够从同伴那里学习到不同的思考角度。课后作业为了帮助学生巩固本节课所学的化学电池相关知识，以下设计了五个课后作业题目，涵盖了对电池原理的理解、电池电动势的计算以及电池在实际应用中的分析。

1.实验室中常用的标准氢电极（SHE）作为电极电势的参比电极，其电极电势被定义为0伏特。若某原电池的负极反应为Zn(s)→Zn2+(aq)+2e-，正极反应为Cu2+(aq)+2e-→Cu(s)，且标准状态下电池的电动势为1.10V，请计算Cu2+/Cu的标准电极电势。

答案：E°(Cu2+/Cu)=E°(电池)-E°(Zn2+/Zn)=1.10V-(-0.76V)=1.86V

2.一电池由Ag(s)/AgCl(s)/Ag+(aq)电极和Cu(s)/Cu2+(aq)电极组成，若电池的电动势为0.568V，请计算在25°C时，AgCl(s)的溶解度积Ksp。

答案：根据Nernst方程，E=E°-(0.0592/n)*log([Ag+]/[Cl-])，其中n=1，[Ag+]=Ksp，[Cl-]=Ksp，E°(Ag+/Ag)=0.80V，E°(Cu2+/Cu)=0.34V，代入计算得Ksp=10^(-5.8)。

3.一个化学电池由Zn(s)/Zn2+(aq)电极和Cu(s)/Cu2+(aq)电极组成，若在25°C时，该电池的电动势为1.10V，请计算该电池在标准状态下的能量转换效率。

答案：能量转换效率=(E*F*Q)/(n*RT)，其中E为电动势，F为法拉第常数，Q为反应物摩尔数，n为电子转移数，R为气体常数，T为温度。代入数据计算得效率约为65.8%。

4.电池由两个半电池组成，一个半电池是Fe(s)/Fe2+(aq)，另一个半电池是Pb(s)/Pb2+(aq)。若在25°C时，该电池的电动势为0.96V，请计算Fe2+/Fe的标准电极电势。

答案：E°(电池)=E°(正极)-E°(负极)，E°(正极)=E°(Pb2+/Pb)，E°(负极)=E°(Fe2+/Fe)，代入数据计算得E°(