高中化学《化学能与电能》教案 必修2

高中化学《化学能与电能》教案必修2一、教学目标1.知识与技能目标了解化学能与电能之间的相互转化关系。掌握原电池的工作原理，能够正确判断原电池的正负极。学会书写原电池的电极反应式和总反应方程式。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生的观察能力、分析能力和动手操作能力。经历化学能与电能相互转化的探究过程，体会科学探究的方法，提高解决问题的能力。3.情感态度与价值观目标通过了解化学能与电能转化的应用，感受化学科学对人类社会发展的重要贡献，增强学习化学的兴趣。培养学生严谨的科学态度和合作精神，体会探究过程中的乐趣。

二、教学重难点1.教学重点原电池的工作原理。原电池正负极的判断方法。电极反应式和总反应方程式的书写。2.教学难点理解原电池的工作原理，尤其是电子和离子的移动方向。正确书写电极反应式，特别是在复杂电解质溶液中的电极反应。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法相结合

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.展示一些常见的电池图片，如干电池、手机电池、汽车电瓶等，提问学生这些电池的用途是什么？它们是如何产生电能的？2.引导学生回顾初中物理中关于电流的形成条件，思考化学能能否直接转化为电能。从而引出本节课的主题化学能与电能。

（二）化学能与电能的相互转化（10分钟）1.演示实验将锌片插入稀硫酸中，观察现象：有气泡产生，说明锌与稀硫酸发生了化学反应，化学能转化为了热能。将铜片插入稀硫酸中，观察现象：无明显现象，说明铜与稀硫酸不发生反应。将锌片和铜片用导线连接起来，插入稀硫酸中，观察现象：铜片上有气泡产生，电流表指针发生偏转。2.分析实验现象引导学生分析实验现象，思考为什么铜片上会有气泡产生？电子是如何流动的？离子是如何移动的？讲解：当锌片和铜片用导线连接插入稀硫酸中时，锌比铜活泼，锌失去电子变成锌离子进入溶液，电子通过导线流向铜片。溶液中的氢离子在铜片表面得到电子生成氢气。这样就形成了电流，实现了化学能向电能的转化。3.总结归纳化学能与电能的相互转化方式有两种：一是通过燃烧将化学能转化为热能，再通过发电机将热能转化为电能；二是通过原电池装置直接将化学能转化为电能。介绍原电池的概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

（三）原电池的工作原理（20分钟）1.原电池的构成条件引导学生结合刚才的实验，思考构成原电池需要哪些条件。总结原电池的构成条件：有两种活泼性不同的金属（或一种金属和一种能导电的非金属）作电极。电极材料均插入电解质溶液中。两极相连形成闭合回路。2.原电池的工作原理以铜锌原电池为例，讲解原电池的工作原理。负极（锌片）：Zn2e⁻=Zn²⁺，发生氧化反应，失去电子。正极（铜片）：2H⁺+2e⁻=H₂↑，发生还原反应，得到电子。电子流向：从负极（锌片）经导线流向正极（铜片）。离子流向：溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。用动画演示原电池中电子和离子的移动方向，帮助学生更好地理解。3.原电池正负极的判断方法引导学生思考如何判断原电池的正负极，总结判断方法：根据电极材料：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。根据电子流向：电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。根据电极反应：发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。根据现象：一般情况下，溶解的一极为负极，有气泡产生或质量增加的一极为正极。

（四）电极反应式和总反应方程式的书写（15分钟）1.书写原则讲解电极反应式的书写原则：负极：失电子，发生氧化反应，电极反应式中左边写反应物（包括电极材料和电解质溶液中的相关离子），右边写生成物（氧化产物），并注明电子的得失情况。正极：得电子，发生还原反应，书写方法与负极类似。总反应方程式等于正负极电极反应式相加，但要注意电子得失守恒，两边的原子种类和数目要相等。2.示例讲解以铜锌原电池为例，书写电极反应式和总反应方程式。负极：Zn2e⁻=Zn²⁺正极：2H⁺+2e⁻=H₂↑总反应方程式：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑再举一个例子，如氢氧燃料电池，电解质溶液为KOH溶液。负极：H₂2e⁻+2OH⁻=2H₂O正极：O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻总反应方程式：2H₂+O₂=2H₂O3.课堂练习给出一些原电池的装置图，让学生写出电极反应式和总反应方程式，巩固所学知识。

（五）原电池原理的应用（10分钟）1.加快化学反应速率讲解：在某些化学反应中，使用原电池装置可以加快反应速率。例如，在锌与稀硫酸反应时，插入铜片后反应速率明显加快。因为形成原电池后，电子的转移更加迅速，使得反应更容易进行。2.比较金属活动性强弱引导学生思考如何利用原电池原理比较金属的活动性强弱。总结：将两种金属分别作为原电池的两极，插入电解质溶液中，通过观察电流方向或电极的变化情况来判断金属活动性强弱。活泼性较强的金属为负极，发生氧化反应。3.设计原电池给出一些化学反应，让学生设计原电池装置，画出装置图，并写出电极反应式和总反应方程式。例如，反应Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，可以设计如下原电池：负极：Fe2e⁻=Fe²⁺正极：Cu²⁺+2e⁻=Cu总反应方程式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu让学生分组讨论设计方案，然后派代表上台展示并讲解。

（六）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括化学能与电能的相互转化、原电池的工作原理、正负极的判断方法、电极反应式和总反应方程式的书写以及原电池原理的应用等。2.强调重点和难点内容，如原电池的工作原理和电极反应式的书写。3.鼓励学生在课后继续思考原电池原理在生活和生产中的其他应用。

（七）课堂作业（5分钟）1.书面作业：完成课本上的相关练习题，巩固本节课所学知识。2.拓展作业：查阅资料，了解新型电池的发展现状和应用前景，写一篇简短的报告。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对化学能与电能的相互转化有了较为深入的理解，掌握了原电池的工作原理、正负极判断方法和电极反应式的书写等知识。在教学过程中，通过实验探究激发了学生的学习兴趣，培养了学生的观察能力、分析能力和动手操作能力。但在教学中也发现了一些问题，比如部