人教版高中化学必修二第二章第二节教案：2．2化学能与电能

第二章第二节 化学能与电能
教学目标 通过进行化学能转化为电能的探究活动，体验原电池的工作原理，通过小组实验讨论，加强学生的分工合作。 通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会化学与生活密切相关。
二、教学重点与难点 1、重点：原电池的概念以及形成原电池的条件2、难点：原电池的工作原理
三、教材与学情分析 1、教材分析 本节课是人教版化学必修2第二章第二节的内容，是电化学的重要知识。从知识体系和思维能力培养角度看，在整个中学化学体系中，原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要地位。初中化学已经从燃料的角度初步学习了化学与能源的一些知识，在选修模块化学反应原理中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修4化学反应原理奠定必要的基础。 第一课时的主要内容有：原电池的概念，原理，形成条件。在本章教学中。原电池的原理的地位和作用可以说是承前启后，因为原电池原理教学是对前面有关金属性质和用途，电解质溶液，氧化还原本质，能量守恒原理等教学的丰富和延伸，同时，对原电池原理教学过程中实验现象的观察，实验探究、分析、归纳、总结，是培养学生思维能力，实验能力很好的素材。学生分析 学生在学习本章节之前已经学习过氧化还原反应、化学能与热能之间的相互转化，此外在实际生活中学生广泛接触到手机、mp3、数码相机等电子设备的电池，对“电和电池”已经有了丰富的认识，并知道了电池可以从不同的角度分为氢电、锂电、干电池、蓄电池等；同时物理课上已经学习过在电压作用下导体中的电子定向移动形成电流，所以学生对化学能如何转变为电能有浓厚的兴趣。但是学生对“电池的构造如何？”、“电池是如何将化学能转化成电能的？”等问题非常陌生，同时，这些具体的概念原理知识远离学生生活，又比较抽象，因此，教学过程中通过对原电池的实验探究活动引导学生从电子转移角度理解化学能转变为电能的本质，形成原电池的概念和工作原理尚有难度。 基于以上原因确定本节的教学重点为初步认识原电池概念、原理、组成。教学难点为通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度了解化学能向电能转化的本质。
四、教学方法 采用情景教学法、讨论式教学法和实验探究等多种教学方法的相互补充。
五、教学准备 灵敏电流计，铜片、锌片、硫酸溶液、导线、柠檬
六、教学思路 生活导入——实验探究——提出概念——理论分析——习题巩固——归纳总结 本课首先让学生观看水果电池, 引导学生进入电化学学习，进而给出锌—铜—稀硫酸原电池，提出原电池概念，分析原电池的工作原理，之后让学生根据实验现象，探究原电池的形成条件，再是习题巩固以及归纳总结。
七、教学过程
思路 教师活动 学生活动 教学意图
生活导入 【趣味实验】电池能够产生电能，使电流表偏转。将电池用锌、铜和柠檬连接所代替，能否是电流表指针偏转？该实验现象说明了什么？为什么能够产生该现象？ 通过观察实验，5号电池能够使电流表发生偏转，柠檬也可以 以生活中熟悉的柠檬构建原电池，提高学生兴趣
实验探究 请对比两个实验，分析两套装置的异同，注意两个导体和溶液的现象电流表发生偏转说明产生了电流，能量由化学能转变为了电能。 实验①Zn有气泡溶解，Cu无气泡解释Zn+2H+=Zn2++H2↑ 实验②Zn有气泡、溶解，Cu有气泡电流表发生偏转 通过实验对比，让学生了解原电池的基本组成，模型构建
提出概念 原电池概念：把化学能转变为电能的装置.（装置2就是一个原电池装置） 做笔记 知识体系构建
理论分析 2、Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：分析在铜和锌上分别发生了什么反应，总反应又是怎么样的。正极（Cu片）2H++2e- = H2↑（还原反应） 定义：我们把发生氧化反应的一级（Zn片）称为负极把发生还原反应的一级（Cu片）称为正极极 小组讨论：发生的反应中，谁失去电子，谁又得到电子，溶液中的离子又是如何移动的。 [板书]外电路：电子从负极（Zn）流向正极（Cu）内电流：阴离子（SO42-）流向负极（Zn） 阳离子（H+）流向正极（Cu） 请同学们观看动画：原电池中电子与离子的流动方向与过程 反应总式Zn+2H+= Zn2+ +H2↑（Zn片）Zn －2e- = Zn2+（氧化反应）（Cu片）2H++2e- = H2↑（还原反应） 锌失去电子，把电子给了铜。阴离子硫酸根流向锌极阳离子氢离子流向正极 仔细观看动画。用心记忆原电池中电子与离子的流动方向与过程。 通过实验现象引导学生发现实验反应本质。 引导学生自主分析原电池原理，理清原电池电子和离子流向 通过多样形式，加深学生对知识点的理解，更加全面，透彻。
习题巩固 1、请同学们根据原电池的原理，指出下列原电池的正极与负极分别是什么？分析电子和离子的流向，写出电极反应。2、如图所示的原电池装置，下列说法不正确的是： A．该装置的能量转化形式为：化学能转化为电能 B．电子由Zn片经过导线流向铜片 C．Zn为负极发生还原反应 D．Cu为正极，在Cu片上有气泡产生 1、负极Fe－2e- = Fe2+正极Cu2++2e- = Cu总：Fe + Cu2+ = Fe 2++ Cu电子从铁流向铜，铜离子流向铜，硫酸根流向铁2、C 通过习题来巩固知识点的理解
实验探究 请同学们分组实验，对比Zn－Cu－H2SO4原电池，观察上述电流表是否发生偏转，如果不能，分析缺少什么条件才能形成原电池。 四组实验均不能形成原电池1，缺少两个不同电极2，没有形成回路3，没有电解质溶液4，碳和铜不会与稀硫酸发生氧化还原反应 通过实验，对比分析，学生自己能够提炼出结论，加强学生的化学分析能力
归纳小结 3、形成原电池的条件① 活动性有差异的两种金属（或一种是非金属导体） 作电极； （活泼：负极；不活泼：正极）② 两极均插入电解质溶液；③ 两极相连形成闭合电路。④ 一个自发的氧化还原反应。（前提） 做笔记，记忆 知识体系的规范化
习题巩固 2、柠檬装置是否为一个原电池，是否满足原电池的形成条件 B,C是原电池，其他都不是原电池 2、是原电池 通过习题，巩固对知识点的理解
总结 1、原电池概念：化学能→电能2、原电池工作原理负极Zn －2e- = Zn2+正极2H++2e- = H2 ↑总式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑3、原电池形成条件① 活动性有差异的两种金属（或一种是非金属导体） 作电极；② 两极均插入电解质溶液；③ 两极相连形成闭合电路。④ 一个自发的氧化还原反应。（前提）
思考题 请同学们根据原电池的原理，指出下列装置能够形成原电池？若能，正极与负极分别是什么？
板书设计 第二节第一课时 原电池原电池概念：把化学能转变为电能的装置.2、Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：电极反应式：负极（Zn片）Zn －2e- = Zn2+（氧化反应）正极（Cu片）2H++2e- = H2↑（还原反应）反应总式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑3、形成原电池的条件① 活动性有差异的两种金属（或一种是非金属导体）② 两极均插入电解质溶液；③ 形成闭合电路。④ 一个自发的氧化还原反应。（前提）
反思 教学的切入点及落脚点：根据课标和模块学习要求，本节课只是让学生通过具体实例获取对于“电池是怎样工作的？”这一问题的感性认识，不要求进行理性分析，也不上升到规律。在教学过程中应充分发挥案例的功能，通过对具体事例的分析（如，通过分析给定资料发现电池的基本构成要素、通过分析Cu-Zn原电池初步了解电池的工作原理，等）发展学生的认识，突破教学重点和难点。1．为了增强学生的感性认识，可以利用大量的图片及视频资料如：课本上电池的综合利用，我国发电总量构成图等；还可以通过上网收集资料，分析火电的利与弊2．教学引入环节可以列举以下例子，激发学生兴趣。如：水果电池、可乐电池；如：凭生活经验应该是纯锌与盐酸的反应速率比粗锌的快，但我们分别做成原电池时却是粗锌比纯锌反应速率快；又如：锌可以与盐酸反应放出氢气，铜位于氢后不能反应，当做成铜锌原电池时铜极冒气泡，同样能起到调动学生的积极性的作用。
作业 练习册第二章第二节