2024-2025学年新教材高中化学 第4章 化学反应与电能 第1节 微专题6 多角度认识原电池教学设计 新人教版选择性必修第一册

2024-2025学年新教材高中化学第4章化学反应与电能第1节微专题6多角度认识原电池教学设计新人教版选择性必修第一册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年新教材高中化学第4章化学反应与电能第1节微专题6多角度认识原电池教学设计新人教版选择性必修第一册

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日上午第二节课

4.教学时数：1课时

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同学们，大家好！今天咱们这节课要来探索一个神奇的现象——化学反应与电能。让我们一起走进第4章的“化学反应与电能”这一节，深入探讨原电池的奥秘。准备好了吗？咱们这就出发！🚀🌟核心素养目标同学们，通过本节课的学习，我们旨在培养以下化学学科核心素养：

1.科学探究能力：通过实验探究原电池的工作原理，提升同学们的实验操作技能和科学探究思维。

2.科学态度与价值观：引导同学们认识到化学反应与电能之间的联系，培养对科学现象的好奇心和探索精神。

3.科学、技术、社会、环境（STSE）意识：理解化学在能源领域的应用，增强同学们对化学与人类生活关系的认识。学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：进入高中化学的学习阶段，学生们已经具备了一定的化学基础知识，包括物质的结构、化学变化、元素周期律等。对于化学反应的基本原理和类型，学生们也有初步的了解。然而，关于电能与化学反应之间的关系，以及原电池的具体工作原理，学生们可能还停留在理论层面，缺乏实际的感性认识和实验操作经验。

2.学习兴趣、能力和学习风格：高一年级的学生普遍对化学抱有较高的兴趣，特别是对于那些能够体现化学应用和科学实验的课程。学生们在能力上表现出较强的逻辑思维能力，但在实验操作和数据处理方面可能存在一定的不足。学习风格上，有的学生偏好理论讲解，有的则更喜欢动手实践，因此，教学过程中需要兼顾不同风格学生的学习需求。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习原电池这一概念时，学生们可能会遇到以下困难：一是理解原电池中化学反应与电能之间的转化过程；二是掌握原电池的构造和工作原理；三是进行实验操作时可能出现的误差和问题。针对这些挑战，教师需要通过生动的讲解、直观的演示和互动的实验来帮助学生克服困难，提升学习效果。学具准备Xxx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《新教材高中化学选择性必修第一册》。

2.辅助材料：准备与原电池相关的图片、图表、动画视频等多媒体资源，以增强直观教学效果。

3.实验器材：准备电池、电极、导线、盐桥、烧杯、电解质溶液等实验器材，确保实验安全进行。

4.教室布置：布置分组讨论区，安排实验操作台，营造良好的学习氛围。教学过程设计**总用时：45分钟**

###导入环节（5分钟）

**用时：5分钟**

1.**情境创设**：展示一系列日常生活中与电池相关的图片，如手机、电动车、手电筒等，引导学生思考电池是如何工作的。

2.**问题提出**：提出问题：“电池是如何将化学能转化为电能的？”

3.**学生讨论**：让学生分组讨论，分享他们对电池工作原理的初步想法。

4.**总结引导**：教师简要总结学生的讨论，并引出本节课的主题——原电池。

###讲授新课（20分钟）

**用时：20分钟**

1.**原电池的定义**：介绍原电池的概念，讲解其基本组成和功能。

2.**电极反应**：详细讲解正负极的电极反应，以及电子的流动方向。

3.**电解质溶液**：解释电解质溶液在原电池中的作用，以及如何选择合适的电解质。

4.**实验演示**：进行原电池的实验演示，展示电池的工作过程。

5.**互动问答**：在讲解过程中，穿插提问，检查学生对知识的掌握情况。

###巩固练习（10分钟）

**用时：10分钟**

1.**练习题**：发放练习题，让学生独立完成，巩固对原电池原理的理解。

2.**小组讨论**：学生分组讨论练习题，互相解答疑问。

3.**展示答案**：每组选派代表展示答案，教师点评并总结。

###课堂提问（5分钟）

**用时：5分钟**

1.**提问环节**：教师提出与原电池相关的问题，引导学生深入思考。

2.**学生回答**：学生回答问题，教师给予反馈和评价。

3.**总结提升**：教师对学生的回答进行总结，提升学生对原电池知识的理解。

###师生互动环节（5分钟）

**用时：5分钟**

1.**角色扮演**：教师和学生进行角色扮演，模拟原电池的工作过程。

2.**问题解答**：学生提出问题，教师现场解答。

3.**创新思考**：鼓励学生提出创新性的问题或想法，激发学生的创造力。

###课堂小结（5分钟）

**用时：5分钟**

1.**回顾重点**：教师带领学生回顾本节课的重点内容。

2.**布置作业**：布置课后作业，巩固所学知识。

3.**总结评价**：教师对本节课的教学效果进行总结评价，提出改进建议。学生学习效果学生学习效果

1.**知识掌握**：

-学生能够准确描述原电池的定义、组成和功能。

-学生理解了正负极的电极反应及其在原电池中的作用。

-学生掌握了电解质溶液在原电池中的作用和选择原则。

-学生能够解释原电池中化学反应与电能之间的转化过程。

2.**技能提升**：

-学生通过实验演示，提高了观察和分析实验现象的能力。

-学生在完成练习题和小组讨论中，提升了逻辑思维和问题解决能力。

-学生在角色扮演中，锻炼了表达和沟通技巧。

3.**情感态度**：

-学生对化学与日常生活之间的联系有了更深的认识，增强了学习化学的兴趣。

-学生对科学现象的好奇心和探索精神得到了激发，培养了科学探究的态度。

-学生认识到化学反应在能源领域的应用，增强了社会责任感和环保意识。

4.**核心素养**：

-科学探究能力：通过实验探究，学生学会了如何设计实验、观察现象、分析数据，提高了科学探究能力。

-科学态度与价值观：学生认识到化学在能源领域的应用，培养了科学态度和价值观。

-科学、技术、社会、环境（STSE）意识：学生理解了化学与人类生活的紧密关系，增强了STSE意识。

5.**问题解决能力**：

-学生在面对与原电池相关的问题时，能够运用所学知识进行分析和解决。

-学生能够将理论知识与实际应用相结合，提出创新性的解决方案。教学反思教学反思

今天的高中化学课，我们探讨了原电池的奥秘，这节课让我有很多收获和反思。

首先，我注意到学生对原电池的概念理解得比较快，但是当涉及到具体的电极反应和电解质溶液的选择时，他们的反应就不那么积极了。我想这可能是由于这部分内容比较抽象，缺乏直观的实验演示。因此，我在今后的教学中，打算增加一些实验演示，比如制作简单的原电池，让学生亲眼看到化学反应是如何转化为电能的。这样不仅能够帮助学生更好地理解抽象概念，还能提高他们的实验操作技能。

其次，我发现有些学生在小组讨论中比较内向，不愿意发言。这可能是因为他们对新知识的掌握不够牢固，或者害怕说错话。为了鼓励这些学生积极参与，我决定在课堂上设置一些开放性问题，让学生自由发表自己的看法，不必担心答案的对错。同时，我也会尽量创造一个轻松的氛围，让他们感到被尊重和鼓励。

在教学过程中，我还发现了一个问题：部分学生对化学的实用性认识不足。在讲解原电池时，我强调了它在能源领域的应用，但可能还是有些学生觉得这离他们的生活较远。为了解决这个问题，我计划在接下来的课程中，结合更多的实际例子，让学生看到化学知识是如何应用到日常生活中的，以此来激发他们的学习兴趣。

此外，我也反思了自己的教学方式。在讲解过程中，我发现自己有时候过于注重知识的灌输，而忽略了学生的感受和需求。在今后的教学中，我会更加注重启发式教学，引导学生主动思考，而不是被动接受。同时，我也会更加关注学生的个体差异，根据他们的学习风格和兴趣，提供个性化的教学支持。课堂小结，当堂检测课堂小结：

同学们，今天我们一起探索了原电池的奥秘，学到了很多有趣的知识。现在，让我们来做一个简要的回顾：

1.**原电池的定义**：原电池是一种将化学能转化为电能的装置，它由两个电极和电解质溶液组成。

2.**电极反应**：在原电池中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，电子从负极流向正极。

3.**电解质溶液**：电解质溶液在原电池中起到传递离子的作用，维持电池的正常工作。

4.**原电池的应用**：原电池广泛应用于各种电子设备和能源转换中。

当堂检测：

为了检测大家对今天所学内容的掌握情况，我们将进行以下检测：

1.**选择题**：

-原电池的主要组成部分是什么？（A.电极和导线B.电极和电解质溶液C.电极和绝缘体D.电极和电池盒）

-在原电池中，电子是从哪个电极流向另一个电极的？（A.正极流向负极B.负极流向正极C.两个电极之间没有电子流动D.无法确定）

-电解质溶液在原电池中的作用是什么？（A.传递电子B.传递离子C.作为电极材料D.维持电池温度）

2.**简答题**：

-简述原电池的工作原理。

-解释为什么电解质溶液在原电池中是必不可少的。

3.**实验设计题**：

-设计一个简单的原电池实验，并简要说明实验步骤和预期结果。

请同学们认真作答，这不仅是检测你们对知识的掌握，也是对我们这节课学习效果的检验。完成后，我们将一起讨论答案，共同进步。加油！典型例题讲解在原电池这一章节中，有一个重点题型是关于电极反应和电池电动势的计算。以下是一些典型例题，我们将逐一进行讲解。

**例题1：计算电池电动势**

假设一个原电池由锌（Zn）和铜（Cu）电极组成，其中锌电极插入硫酸锌（ZnSO₄）溶液，铜电极插入硫酸铜（CuSO₄）溶液。两电极之间的距离为1cm，温度为25°C。已知锌电极的电极电势为-0.76V，铜电极的电极电势为+0.34V，求该电池的电动势。

**解答：**

电池电动势E=E(铜)-E(锌)=+0.34V-(-0.76V)=+1.10V

**例题2：计算电极反应的平衡常数**

在一个原电池中，正极反应为O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂O，已知在25°C时，该电池的标准电动势E°为1.23V，求该电极反应的平衡常数K。

**解答：**

首先，我们需要计算标准反应自由能变ΔG°：

ΔG°=-nFE°=-4*96485C/mol*1.23V=-479524J/mol

然后，使用ΔG°=-RTlnK计算K：

lnK=-ΔG°/(RT)=-(-479524J/mol)/(8.314J/(mol·K)*298K)≈193.3

K=e^(lnK)≈e^193.3≈2.1×10^83

**例题3：计算电池的电流**

一个原电池在25°C时，电动势E为1.5V，内阻r为0.1Ω，外部电路电阻R为2Ω。假设电池的电动势保持恒定，求电池输出的电流I。

**解答：**

电池输出的电流I可以通过欧姆定律计算：

I=E/(R+r)=1.5V/(2Ω+0.1Ω)≈0.6A

**例题4：计算电池的电动势随温度变化**

已知一个原电池在25°C时的电动势E为1.5V，内阻r为0.1Ω，外部电路电阻R为2Ω。如果温度升高到50°C，假设电动势随温度的变化率为0.02V/°C，求50°C时的电池电动势。

**解答：**

电动势随温度的变化ΔE=E*α*ΔT=1.5V*0.02V/°C*(50°C-25°C)=0.15V

因此，50°C时的电池电动势E=E(25°C)+ΔE=1.5V+0.15V=1.65V

**例题5：计算电池的效率**

一个原电池在25°C时，电动势E为1.5V，内阻r为0.1Ω，外部电路电阻R为2Ω。如果电池在1小时内输出1安培的电流，求电池的效率。

**解答：**

电池在1小时内输出的电能为E*I*t=1.5V*1A*3600s=5400J

电池的总能量损失为I²*(R+r)*t=(1A)²*(2Ω+0.1Ω)*3600s=7260J

电池的效率为输出的电能除以总能量损失：

效率=输出的电能/总能量损失=5400J/7260J≈0.744或74.4%板书设计1.**本文重点知识点**：

①原电池的定义与组成

②电极反应与电极电势

③电池电动势的计算

④电池效率与能量损失

2.**词、句重点**：

①原电池：将化学能转化为电能的装置。

②电极：原电池中的两个电极分别发生氧化反应和还原反应。

③电极电势：表示电极在标准状态下发生反应时电极两端的电势差