2024-2025学年新教材高中化学 第2章 化学键 化学反应规律 第2节 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 鲁科版必修第二册

2024-2025学年新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第2节第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必修第二册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课教学内容为鲁科版必修第二册第2章化学键化学反应规律第2节第2课时，主要内容包括化学电池的工作原理、化学电池的类型、化学电池的优缺点以及化学电池在生活中的应用。通过本节课的学习，使学生了解化学电池的基本知识，掌握化学电池的能量转化原理，提高学生对化学与生活联系的认识。二、核心素养目标1.提升科学探究能力：通过实验观察和分析，培养学生提出问题、设计实验、收集数据、解释现象的科学探究能力。

2.增强化学观念：帮助学生建立化学电池的原理模型，理解能量转化的化学过程，形成化学能量观念。

3.强化社会责任感：引导学生认识到化学电池在能源利用和环境保护中的重要作用，培养学生的社会责任感和环保意识。三、教学难点与重点1.教学重点

-明确本节课的核心内容，以便于教师在教学过程中有针对性地进行讲解和强调。

-重点一：化学电池的能量转换原理。学生需要理解化学能如何转化为电能，以及这一过程中涉及到的化学键断裂和形成。

-重点二：化学电池的类型及其工作原理。通过比较不同类型的化学电池（如原电池、燃料电池），学生应掌握它们的工作原理和适用场景。

-重点三：化学电池的优缺点分析。学生需要学会从能量密度、环保性、成本等角度分析不同化学电池的优缺点。

2.教学难点

-识别并指出本节课的难点内容，以便于教师采取有效的教学方法帮助学生突破难点。

-难点一：化学电池内部电子流动与离子迁移的微观机制。学生可能难以理解电子和离子在电池内部的具体运动路径和相互作用。

-难点二：化学电池的电极反应方程式的书写。学生需要掌握如何根据电池的工作原理书写电极反应方程式，并理解其平衡常数。

-难点三：化学电池的能量效率计算。学生可能对如何计算化学电池的能量效率感到困惑，包括能量损失和转换效率的概念。四、教学方法与策略1.采用讲授法结合实验演示，确保学生对化学电池基本原理有清晰的认识。

2.通过小组讨论，引导学生分析不同类型化学电池的优缺点，培养学生的批判性思维。

3.设计实验活动，让学生亲自组装和测试简单的化学电池，加深对能量转化的理解。

4.利用多媒体展示化学电池的内部结构和工作过程，帮助学生直观理解抽象概念。

5.通过案例分析，让学生了解化学电池在现实生活中的应用，激发学习兴趣。五、教学过程一、导入新课

（教师）：同学们，今天我们来学习化学电池这一节。在日常生活中，你们有没有注意到化学电池的应用呢？比如手机、电脑、电动车等，它们都离不开化学电池。那么，化学电池是如何工作的？它有哪些类型呢？今天我们就一起来探究这些问题。

（学生）：老师，我平时用的手机就是用的锂电池，我知道它是一种化学电池。

二、新课讲授

1.化学电池的工作原理

（教师）：首先，我们来了解一下化学电池的工作原理。化学电池是将化学能转化为电能的装置。它由正极、负极和电解质组成。当电池工作时，化学能转化为电能，使得电路中的电子流动。

（学生）：老师，那化学能是如何转化为电能的呢？

（教师）：化学能转化为电能的过程中，涉及到化学键的断裂和形成。当正负极发生化学反应时，电子从负极流向正极，从而产生电流。

2.化学电池的类型

（教师）：接下来，我们来了解一下化学电池的类型。根据电解质的不同，化学电池可以分为酸性电池、碱性电池和盐性电池。其中，酸性电池和碱性电池应用较为广泛。

（学生）：老师，那酸性电池和碱性电池有什么区别呢？

（教师）：酸性电池的电解质是酸，碱性电池的电解质是碱。它们的电极材料、工作电压和适用场景也有所不同。

3.化学电池的优缺点

（教师）：化学电池在能源利用和环境保护方面具有重要意义。然而，它也存在一些优缺点。下面我们来分析一下。

（学生）：老师，化学电池的优缺点有哪些呢？

（教师）：化学电池的优点包括：能量密度高、工作电压稳定、适用范围广等。而缺点则包括：电池寿命有限、环境污染、安全隐患等。

三、课堂互动

1.角色扮演

（教师）：同学们，下面我们来做一个角色扮演游戏。请两位同学分别扮演化学电池的正负极，其他同学扮演电子，一起展示化学电池的工作原理。

（学生）：好的，老师。

2.小组讨论

（教师）：请同学们分成小组，讨论以下问题：化学电池在生活中的应用有哪些？如何提高化学电池的能量效率？

（学生）：我们小组讨论了一下，发现化学电池在生活中的应用非常广泛，比如手机、电脑、电动车等。为了提高化学电池的能量效率，我们可以从以下几个方面入手：优化电极材料、提高电解质性能、降低电池内阻等。

四、实验演示

（教师）：下面，我将为大家演示一个简单的化学电池实验。实验材料包括锌片、铜片、稀硫酸、盐桥等。实验过程中，请同学们注意观察实验现象，并思考实验原理。

（学生）：好的，老师。

五、总结与作业

1.总结

（教师）：今天我们学习了化学电池的相关知识，包括工作原理、类型、优缺点等。希望同学们能够掌握这些知识点，并学会在实际生活中应用化学电池。

（学生）：好的，老师。

2.作业

（教师）：请同学们完成以下作业：

（1）查阅资料，了解一种新型化学电池；

（2）思考如何提高化学电池的能量效率；

（3）结合所学知识，撰写一篇关于化学电池的科普文章。

（学生）：好的，老师。

六、课堂反思

（教师）：通过本节课的学习，同学们对化学电池有了更深入的了解。在今后的学习中，希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，为我国新能源事业贡献自己的力量。

（学生）：谢谢老师，我们一定会努力的。六、拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

-《化学电池的发展与应用》：介绍化学电池的发展历程、技术进展以及在不同领域的应用。

-《新能源技术》：探讨新能源技术，包括太阳能、风能、生物质能等，以及它们与化学电池的关联。

-《化学电池的环境影响》：分析化学电池对环境的影响，包括电池材料的回收和处理、电池废弃物的处理等。

-《化学电池的安全性》：讨论化学电池的安全性问题，如过充、过放、短路等可能引发的安全事故。

-《化学电池的未来发展趋势》：展望化学电池的未来发展方向，如固态电池、锂硫电池等新型电池的研究和应用。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

-学生可以查阅上述拓展阅读材料，深入了解化学电池的各个方面。

-鼓励学生关注化学电池在生活中的应用，如太阳能电池板、电动汽车等，思考这些应用对日常生活的影响。

-学生可以尝试设计简单的化学电池实验，如制作水果电池、实验不同电解质对电池性能的影响等。

-通过网络资源或图书馆，学生可以寻找关于化学电池的最新研究进展，了解新型电池技术的发展。

-学生可以参与学校或社区组织的环保活动，了解化学电池的回收和处理流程，提高环保意识。

-学生可以撰写小论文或报告，总结化学电池的知识点，分享自己的学习心得和见解。七、教学反思与改进教学反思与改进是每位教师不断进步的重要环节。以下是我对本次化学电池教学的反思和改进计划。

首先，我注意到学生在理解化学电池的工作原理时存在一些困难。部分学生对化学键断裂和形成的过程理解不够深入，导致他们对电子流动和离子迁移的微观机制感到困惑。为了改进这一点，我计划在未来的教学中，采用更加直观的教学手段，比如通过动画或模型来展示化学电池内部的反应过程，帮助学生更好地理解电子和离子的运动。

其次，我发现学生在书写化学电池的电极反应方程式时存在错误。这可能是因为他们对反应物和生成物的化学性质掌握不牢固。为了解决这一问题，我打算在课前准备一些相关的练习题，让学生在课堂上进行练习，并及时给予反馈，帮助他们纠正错误。

再者，学生在计算化学电池的能量效率时显得有些吃力。这主要是因为他们对能量转化的概念理解不够透彻。为了帮助学生克服这一难点，我计划在课堂上引入一些实际案例，让学生通过计算和分析，了解能量效率的重要性，并学会如何进行计算。

此外，我在课堂互动环节也发现了一些问题。部分学生在小组讨论时参与度不高，可能是因为他们对讨论的话题不感兴趣或者不知道如何表达自己的观点。为了提高学生的参与度，我计划在未来的教学中，设计更加贴近学生兴趣的话题，并提供一些讨论技巧的指导，如如何提出问题、如何倾听他人意见等。

在教学反思的基础上，我制定了以下改进措施：

-优化教学手段，利用多媒体资源，如动画、视频等，帮助学生直观理解抽象的化学概念。

-设计多样化的教学活动，如实验、角色扮演、游戏等，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。

-加强课堂练习和反馈，及时纠正学生的错误，巩固所学知识。

-鼓励学生进行自主学习和探究，提供相关的拓展阅读材料和资源，拓宽学生的知识面。

-定期与学生交流，了解他们的学习需求和困难，调整教学策略，确保教学效果。

我相信，通过不断的反思和改进，我的教学水平将得到提升，学生也将获得更好的学习体验。八、课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了化学电池这一节，主要内容包括化学电池的工作原理、类型、优缺点以及在实际生活中的应用。以下是我们这节课的重点内容：

1.化学电池的工作原理：化学电池是将化学能转化为电能的装置，它由正极、负极和电解质组成。当电池工作时，化学能转化为电能，使得电路中的电子流动。

2.化学电池的类型：根据电解质的不同，化学电池可以分为酸性电池、碱性电池和盐性电池。其中，酸性电池和碱性电池应用较为广泛。

3.化学电池的优缺点：化学电池的优点包括能量密度高、工作电压稳定、适用范围广等。而缺点则包括电池寿命有限、环境污染、安全隐患等。

4.化学电池的实际应用：化学电池在生活中的应用非常广泛，如手机、电脑、电动车等。

当堂检测：

1.简述化学电池的工作原理。

答：化学电池是将化学能转化为电能的装置，它由正极、负极和电解质组成。当电池工作时，化学能转化为电能，使得电路中的电子流动。

2.列举两种常见的化学电池类型及其特点。

答：常见的化学电池类型有酸性电池和碱性电池。酸性电池的电解质是酸，碱性电池的电解质是碱。它们的工作电压、适用场景和电极材料都有所不同。

3.分析化学电池的优缺点。

答：化学电池的优点包括能量密度高、工作电压稳定、适用范围广等。缺点则包括电池寿命有限、环境污染、安全隐患等。

4.举例说明化学电池在生活中的应用。

答：化学电池在生活中的应用非常广泛，如手机、电脑、电动车等。课后作业1.实验设计题：

设计一个简单的化学电池实验，使用锌片和铜片作为电极，稀硫酸作为电解质，观察并记录实验现象，并解释实验结果。

答案：将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，用导线连接两电极，形成闭合回路。观察到锌片逐渐溶解，铜片上有气泡产生，电路中可以产生电流。

2.方程式书写题：

写出以下化学电池的电极反应方程式：

-锌-铜原电池

-镍-镉电池

答案：

-锌-铜原电池：

负极（锌）：Zn→Zn²⁺+2e⁻

正极（铜）：Cu²⁺+2e⁻→Cu

-镍-镉电池：

负极（镉）：Cd+2OH⁻→Cd(OH)₂+2e⁻

正极（镍）：NiO₂+2H₂O+2e⁻→Ni(OH)₂+2OH⁻

3.能量效率计算题：

一个锂离子电池的标称电压为3.7V，容量为2000mAh。如果该电池完全放电，计算其理论输出能量。

答案：理论输出能量=电压×容量×1.6×10⁻⁴（将mAh转换为C）

理论输出能量=3.7V×2000mAh×1.6×10⁻⁴=1.208Wh

4.案例分析题：

分析锂离子电池在电动汽车中的应用，包括其优点和可能存在的问题。

答案：锂离子电池在电动汽车中的应用优点包括：

-高能量密度：锂离子电池的能量密度高，可以提供较长的续航里程。

-环保：锂离子电池不含铅、镉等有害物质，对环境友好。

-可充电：锂离子电池可以反复充电，减少了对一次性电池的依赖。

可能存在的问题包括：

-安全性：锂离子电池在过充、过放或短路的情况下可能发生热失控，存在安全隐患。

-成本：锂离子电池的生产成本较高，影响了电动汽车的售价。

-老化：锂离子电池的使用寿命有限，需要定期更换。

5.研究性问题：

探讨化学电池在可再生能源存储和利用中的作用，并提出可能的改进方向。

答案：化学电池在可再生能源存储和利用中扮演着重要角色，例如：

-太阳能电池板产生的电能可以通过化学电池储存，以供夜间或阴天使用。

-风能发电产生的电能也可以通过化学电池储存，提高能源的利用效率。

可能的改进方向包括：

-开发更高能量密度的电池，以减少对可再生能源的消耗。

-提高电池的循环寿命，减少更换频率和成本。

-优化电池材料，提高电池的安全