新人教版必修2第二章第二节《化学能与电能》教案

第二节 化学能与电能 （第1课时）
三维目标
知识与技能
1. 获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。
过程与方法
1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
2.能对自己的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。
情感、态度与价值观
1.发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
2.赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
教学重点
原电池的概念与构成的条件。
教学难点
用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。
教具准备
多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。
教学过程
[新课导入]

一、化学能与电能的相互转化
化石燃料燃烧 蒸汽 发电机
1.火力发电： 化学能 热能 机械能 电能
（氧化还原反应）
化学电池
2.化学电源： 化学能 电能
原电池的原理 （氧化还原反应）

原 电 池
能量 转换（ 实质） 化学 能 → 电 能的装置。（两极分别发生氧化还原反应，产生电流） 锌铜原电池
电 极 名 称 负 极 （电子流出的一极） 正 极 （电子流入的一极）
材 料 较活泼金属（Zn） 较不活泼金属(Cu)
金属(Fe) 非金属（C）
金属（Pb） 金属氧化物（PbO2）
电解液 通常和 电极 反应。
构 成 条 件 两极、一液、一线、一反应① 两个活泼性 不同 的 金属 ② 电解质溶液 ③ 电极用导线相连并插入电解液④ 能自发地进行一个氧化还原反应 负极（Zn）：Zn - 2e- = Zn2+(氧化反应) 正极（Cu）：2H+ + 2e- = H2↑(还原反应) 总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 该氧化还原反应的化学能转变为电能。
离子迁移 池内 阳离子向 正 极作定向移动 ，阴离子向 负 极作定向移动 。 （池内）电流：由 负 极 到 正 极 。
电子迁移 （池外）电子流动：由 负 极到 正 极 （池外）电流：由 正 极 到 负 极 。
重要 应用 制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率






第二节 化学能与电能 （第2课时）
三维目标
知识与技能
在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出一些原电池实验，学习实验研究的方法。
过程与方法
1. 在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
2. 能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观
1．有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。
2．赞赏原电池对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成可持续发展的思想。
教学重点
实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。
教学难点
对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思
教具准备
多媒体课件、投影仪
教学过程
[新课导入]
[复习]
师：请一位同学总结原电池的重要知识点
生：
i原电池概念：
将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
ii.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 电极材料均插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
生2.
iii.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）
二、发展中的化学电源：几种常见电池和新型燃料电池
1.干电池 2.充电电池 3.燃料电池





归纳如下表：
化 学 反 应 特 点
锌—锰电池 （一次电池） 负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2
锌银电池 Zn|KOH|Ag2O（一次电池） 锌银电池 Zn|KOH|Ag2O 负极： Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O 正极： Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH-总反应：Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2 能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等
铅蓄电池 （充电电池） 负极： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极： PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O
锂电池新型电池 （充电电池 负极： Li – e--=Li+ 正极： MnO2+2e-=MnO2-总反应： Li+ MnO2=LiMnO2 温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。
燃 料 电 池 氢氧 燃料 电池 碱性电池：电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极： 2H2 –4e- + 4OH-=== 4H2O正极： O2+ 4e- + 2H2O === 4OH-酸性电池：电解质溶液为硫酸溶液： 负极： 2H2 –4e-=== 4H+正极： O2+ 4e- + 4H+ === 2H2O 反应物不是贮存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。产物是水，无污染。一种高效、环境友的发电装置。
甲烷燃料电池 电解质溶液为氢氧化钾溶液：负极： CH4 + 10OH- -8e- === CO32- + 7H2O正极：2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH-总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O





















水果电池 原电池


锌锰干电池 铅蓄电池构造示意图

氢氧燃料电池构造示意图 锂离子电池
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