化学能与电能4.doc

化学能与电能教学设计

课题：第二节化学能与电能
课型：新授
教材版本：新课程人教版高中化学必修2
章节：第二章第二节
授课教师：

必修2第二章第二节化学能与电能教学设计
一、教学设计思路：
火力发电：
燃烧发电的原理及利弊分析（投影）
原电池实验探究：概念、工作原理、组成及创造性应用（分组实验）

形成概念。掌握知识、培养能力。
讨论研究
引出

二、教材分析：
1、地位和作用：
学前知识是初中和必修1学习的氧化还原知识，本册学习的能量转化等知识；学中知识是原电池的原理和构成条件等相关知识；学后知识是化学反应的原理及其应用。所以本部分知识起到了承上启下的作用。
从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
2、教学目标分析
（1）知识与技能
①学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池概念。
②学会原电池正负极的判断和电子流动方向的判断
③能够写出电极反应式和电池反应方程式。
（2）过程与方法
①通过对化学能转化为电能的学习，让学生初步理解科学探究的意义，体验科学探究的过程，熟悉科学探究的基本过程和方法，逐步形成科学探究的能力。
②通过学生对探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。
（3）情感态度与价值观
①通过引导学生探究化学能转化为电能的奥秘，增强同学们学习化学的热情和兴趣，让同学们体验到科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
②通过本节的学习使学生充分感受化学科学对个人生活和社会发展的贡献，使学生更加关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
3、教学重难点
教学重点：1、原电池的工作原理和构成条件2、原电池正负极的判断3、写电极反应式和电池反应方程式。
教学难点：1、原电池的工作原理2、写电极反应式和电池反应方程式。
三、学情分析
1、学生在学习了必修一的氧化还原内容后已经具备了学习本节内容的基础。又通过对本册书第二章第一节的学习对化学能有了一定的认识，为学生学习能量间的转化垫定了基础。
2、在高一下学期学生的分科意识逐步产生，加上我校学生底子薄，所以教学时还以基础知识为主。注意普及的内容，及激发学生的学习兴趣。
3、学生在学习本节内容时，可能由于前面的基础知识没学好，而影响学生学习本部分知识。因此在教学时一定要使学生复习前面知识，讲课时也要注意强调基础。
四、教学方法
提供材料、提出任务
组织学习活动、引导发现、探索。
内化、概括和抽象
形成概念，掌握知识。
反思与评价
反思与评价
主要采用了实验探究法、再结合问题探讨法、分析推理和比较归纳法等教学方法。同时在教学中还合理地运用多媒体等辅助手段，便于达到更好的教学效果。
五、教学模式
六、教学过程
教 学过 程
课程内容
教学策略设计
教师活动
学生活动
教学方法和手段
时间
发
现
问
题
提
出
任
务
假设情景：分析火力发电体系中的各种要素。
1.电力在当今社会的应用和作用2.我国目前和未来发电总量构成。3.火力发电的原理分析。4.火利发电利与弊分析5燃烧的氧化还原反应本质。
建立新思路：能否将化学能直接转化为电能？提出新的研究任务：研究“化学能直接转化为电能”的原理。
教育资源利用：1.利用学生的生活经验和生动的事例说明电力在当今社会的巨大作用2.以分析“燃烧取暖、烧火煮饭”的能量转化关系为切入点，利用学生的“化学能与热能的相互转化”背景知识启发学生理解火力发电的原理。3.采用图片、表格、录像等直观材料和相关数据来分析火力发电的利与弊。
利用多媒体手段提出问题。组织和引导学生看书和讨论
根据教师提出的问题进行看书和讨论
教师用多媒体提供素材，学生根据教师提供的素材进行讨论。用比较归纳的方法指导学生学习。
5分钟
思
考
与
交
流
思考问题：1.当氧化剂和还原剂进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
1.学生活动形式：组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的问题（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么物质？它们怎样给出和接受电子？等）4.鼓励学生画出装置图并与学生进行交流。
利用多媒体将学生思考问题依次投出让学生依次研讨。教师巡回指导组织交流。
组成课堂学习小组按老师给出的讨论提纲讨论并做好讨论记录。然后小组交流。
把思考与交流的问题用PPT的形式按照由易到难的顺序逐渐展开。用分析推理的方法指导学生学习。
5分钟
实
验
探
究
实验设计：
１．Cu-Zn原电池实验：
①Cu-Zn分别插入稀硫酸中
②Cu-Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。
③将Cu-Zn用导线连接起来同时插入稀硫酸中
④在③中在Cu-Zn导线之间接电流表。
⑤在④中将Cu-Zn导线互换再接电流表。
２．Zn-Zｎ与稀硫酸实验。
３．铜石墨与稀硫酸实验。
４．锌石墨与稀硫酸实验。
５．铁锌与稀硫酸实验。
６．铜锌与乙醇进行实验
７．铜锌与一个西红柿实验
８．铜锌与二个西红柿实验
具体实验内容和讨论问题见附表
１．学生活动形式：组成课堂学习小组按要求进行分组实验。
２．组织学生按老师预设的实验步骤和要求做实验1，（如课堂时间紧可考虑学生课下进行）使学生初步掌握原电池实验的操作方法和观察实验现象的方法。
3．向学生提供几种电极材料、电解质和非电解质溶液、水果、蔬菜等实验用品。启发学生自己设计实验并进行各种尝试，使学生初步学会控制实验条件和方法。要注意给学生思考空间，不要过多的限制学生。
4．要求学生记录实验现象。
给学生准备好仪器和药品并将实验提纲和要讨论的问题表发给学生让学生回答表中问题。指导实验。（见附表）
按实验提纲进行实验，并讨论表中所设计的问题，将结果填入相应的表格。
教师事先用PPT做好实验操作及分析讨论回答问题的表格。并在实验时给学生展示。用实验探究和问题探究的方法来引导学生研究问题。
10分钟
数
据
处
理
和
分
析
1. 表格化处理：将上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。
① 两极材料不同的各种现象。
② 不同溶液的各种现象。
③ 电级在同一容器和不同容器中的现象。
2. 化学用语化：将上述各种成功转化实验中的反应，用电级反应式和总化学方程式的形式呈现出来。

1．学生活动形式：自发组成课堂学习小组，按要求对实验事实进行整理。
2．让学生填写教师预先设计好的表格和学生自己根据实验编制的表格，两种方式相结合以培养学生处理化学事实的能力。
3．组织学生书写反应式，通过书面表达，训练学生使用化学用语的技能。
对学生提出实验结果的表述和讨论问题的要求。并巡视和指导。
将实验的现象。以及分析和讨论的结果按要求填入表格。并得出最终结论
用多媒体将实验内容及探究结论以表格的形式展现。用分析推理和比较归纳的方法指导学习
5分钟
形
成
概
念
1．归纳、概括形成原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2． 总结归纳原电池的构成条件：
① 用两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电级。
② 电级材料均插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
3． 抽象出原电池化学反应本质：
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）。
1．学生活动形式：各个课堂学习小组之间进行讨论，交流有关原电池的各个观点。
2．设计一系列题目进行交流：
①电极材料的选择，名称、功能、发生的反应、工作一段时间后的质量变化等。
②电解质溶液的选择，功能、质量变化等。
③整个装置怎样形成闭合电路？
3．给学生陈述自己观点的机会，完成感性认识到理性认识的转变。
组织各小组间进行交流，并帮助学生归纳整理形成概念。
小组间进行交流。将交流结果与老师共同归纳整理。
在教师的引导下进行问题探讨、分析推理和比较归纳，最终形成化学概念。
5分钟
评
价
反
思

反思评价过程：
对学习过程和结果的评价和反思：
①对原电池概念、组成、工作原理等知识掌握的程度。
②在实验探究过程中学会了哪些方法，各种基本技能有没有提高。
③在执行学习任务过程中所采取的态度以及其他同学和老师的合作情况。
学生活动形式：
1．以自己的方式总结，如默写、编制知识框图，与同学交流等。
2．完成形成性学习（多媒体呈现）和课堂同步检测（书面呈现）。
3．自我评价或同学互评。
①依据知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价。
②对自己在学习过程中设计、实验、推理、判断、分析、归纳、抽象等技能方法进行评价。
③思考：过去所学的哪些知识对你在本节课的学习有所帮助？在本节课的学习中你认为最有用的方法是什么？学习中你是怎样与本组同学进行合作的？等等。

教师组织和指导学生完成自我评价和同学互评。下发已印好的检测题。
自己对本节所学知识进行总结归纳，并进行自我评价。同学之间交流本节学习心得，反思自己在本节学习中遇到的问题和不足之处。

用指导学生进行反思评价的方法促使学生对所学内容巩固提高。并通过反思使学生发现自己学习中的不足，使学生在知识和能力方面都得到升华。
15分钟

七、板书设计
第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化
1.火力发电的过程

2.原电池：将化学能转化为电能的装置。
锌片： Zn－2e－＝Zn2＋ （活泼金属做负极—氧化反应—给出电子）
铜片： 2H+＋2e－＝H2↑（不活泼金属做正极—还原反应—得到电子）
总反应式： Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑
3. 原电池的构成条件
① 有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。
② 电极材料都插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
4、抽象出原电池化学反应本质
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）。

八、课堂评价练习
1.根据[Cu-Zn原电池实验探究] 实验2－4填写下列表格

现      象
铜片插入稀硫酸
  铜片表面
锌片插入稀硫酸
  锌片表面
铜片和锌片连接在一起插入稀硫酸
铜片表面 锌片表面
铜片和锌片之间连一电流表
铜片表面 锌片表面 电流表指针
以Cu-Zn原电池为例，分析原电池的工作原理：
电极
电极材料
电极反应
反应类型
电子流向
电流方向
负极

正极

2.原电池是把 转变为 的装置。
3.组成原电池的条件：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①
②
③
④
[思考]以下装置不能形成原电池的是 。

4.原电池的电极判断
(1)负极总是_______电子，化合价______，发生______反应；
正极总是_______电子，化合价______，发生______反应。
(2)电子流出的一极是__________，电子流入的一极是
(3)一般活泼的金属为________，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为________。
5.化学电池的反应本质：

九、附表
【实验2-4】
实验要点：
1． 实验中使用铜片的面积要大一些，便于学生观察。使用的锌片越纯越好，这样可以减少锌片上的气泡。
2． 如果使用物理示教电流表，应选择好量程，使指南针偏转较大同时又不烧毁电流表。用发光二极管代替电流表，可以提高学生的学习兴趣。
实验过程：
实验1
步骤要求
在一支试管中加入少量稀硫酸和一小粒纯锌粒。

实验现象

用化学方
程式解释
实验现象

思考问题
寻找答案
1． 反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？
2． Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？
3． 想什么办法使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？
列出你对
问题3的
想法

实验2
步骤要求
在另一支试管中加入少量稀硫酸和一小粒纯锌粒，再将一根粗铜丝插入试管，观察一会儿，使铜丝与锌粒接触，观察现象。

实验现象

用化学方
程式解释
实验现象

思考问题
寻找答案
1． 反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？
2． Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？
3． H+得到的电子是Cu失去的吗？Cu在这个过程中起什么作用？
4． 想什么办法让这种电子的转移变成电流？
列出你对
问题4
想法

实验3
步骤要求
将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。

实验现象

用化学方
程式解释
实验现象

思考问题
寻找答案
1． 反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？
2． 电子从Zn到溶液中H+经历了哪些途径？
3． 导线在这个过程中起什么作用？
4． 你怎样才能知道导线中有电子流过？怎样才能知道导线中电子流动方向？

组内交流
列出想法

实验4
步骤要求
将锌片和铜片用导线连接，在导线中间接入一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。将锌片和铜片用导线反接电流计再做实验，观察现象。

实验现象

解释实验
现象

思考问题
寻找答案
1． 反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？
2． 电子从Zn到溶液中H+经历了哪些途径？
3． 电流表在这个过程中起什么作用？
4． 你认为这个过程中能量的转化关系是怎样的？
组内交流
列出想法

【科学探究】原电池的构成条件探究。
[活动形式] 学生分组实验。
[实验类型] 对比实验。
[实验目的] 使学生会控制实验条件的方法。
[探究活动组织]
1． 组织学生根据实验用品，如Zn、Cu、石墨棒、Fe、稀硫酸、乙醇、CuSO4溶液、ZnSO4溶液，导线、西红柿（或水果）、电流表等自己设计对比实验。
2． 让学生设计表格整理实验信息，然后将化学事实用化学式表达出来。
3． 活动总结汇报。

原电池构成部分对比一

实验现象

解释或写化学方程式

稀硫酸
Zn

石墨

稀硫酸
Cu

石墨

电流表

原电池构成部分对比二

实验现象

解释或写化学方程式

稀硫酸
Zn

Fe

乙醇
Zn

Fe

电流表

原电池构成部分对比三

实验现象

解释或写化学方程式

稀硫酸
Zn

Zn

稀硫酸
Zn

Fe

电流表

原电池构成部分对比四

实验现象

解释或写化学方程式
插在一个
西红柿中
Zn

Cu

插在一个
西红柿中
Zn

Cu

电流表

11