高中化学 化学能与电能课件 新人教必修2 37页

化学能与电能\n一、教材分析二、学情分析三、教学目标四、教法学法五、教学过程六、板书设计\n一、教材分析1、地位作用2、主要内容3、重点难点\n化学能与电能属于化学原理范畴，是化学学科的重要原理性知识之一，也是对氧化还原反应原理本质的拓展和应用。初中化学初步学习了“化学与能源”，在选修模块④将系统深入地学习化学反应与能量。本节课既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修奠定必要的基础。起到承前启后的作用。1、地位作用\n“学前知识”氧化还原反应能量转化的原因……“学中知识”原电池原电池工作原理原电池构成条件……“学后知识”化学反应原理……\n本节融合了(1)氧化还原反应(2)能量的转换(3)原电池原理的应用(4)电解质溶液、金属的活泼性(5)物理中的电学等知识。并彼此结合、渗透。通过本节课的学习，学生将会形成一个氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，物质的量有关计算等知识联系起来的知识网络。对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有重要的理论意义和现实意义。\n2、主要内容火力发电：燃烧发电的原理及利弊分析原电池实验探究：概念、工作原理、组成及创造性实验技术产品：各种化学电源的设计、工作原理和应用引出转化\n教学重点：初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用。认识化学能转化为电能对现代化学的重大意义。教学难点：通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。3、重点难点\n1、学生已经预备了一定的化学基础知识，懂得了氧化还原反应的本质是电子得失，有利于理解原电池中的电子转移问题。还学习了物质的量的计算，对电化学的有关计算应该比较容易入手。但由于相隔时间比较长，不可避免的会出现遗忘的情况。2、学生以前没有接触过电化学的内容，有些地方可能理解不是很顺畅，比如，为什么金属不直接和电解质溶液发生，而要绕圈运动等。3、学生对化学实验的兴趣浓厚。二、学情分析\n1、知识与技能：①理解并掌握原电池原理。②通过实验提高学生设计能力、观察能力、动手能力及思维能力。2、过程与方法：①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池概念，理解和掌握原电池原理。②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。3、情感态度与价值观：①通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。②体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。三、教学目标\n根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际要求，为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、实验探究的教学模式，引导学生进行问题探讨、分析推理和比较归纳，并结合多媒体辅助教学，减少板书的时间，提高课堂效率。四、教法学法\n反常的实验现象，提出疑问借助于物理仪器的实验学生观察实验现象师生分析实验现象总结得出结论提出问题，提供材料组织、指导学生实验、探究归纳总结实验现象内化、抽象得出规律1、实验探究在分析原电池的组成时，实验探究过程为：在学习原电池的概念和原理时，实验探究过程为：\n实验探究法的选择意在落实新课改“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的改变，培养学生的创新精神和实践能力”的基本理念。在实验→观察→讨论→推测→验证的过程中，学习和理解原电池的概念、原理和构成条件。通过本课的学习，使学生养成善于观察、善于思考的习惯，并学会运用观察、比较、归纳等方法去分析、解决问题，达到学以致用的目的。\n本节课从引入到实验探究，再到归纳整理得出结论，整个教学过程中学生的活动都是在教师不断创设问题情境和指导之下完成的，教师的引导帮助学生尽可能排除失败和无效学习。本节课中原电池中的微观粒子（电子和离子）的运动状况作为难点，借助两种手段来突破。一是利用灵敏电流计判断电子的运动方向，二是借助电脑动画模拟演示电解质溶液中离子的运动情况。变抽象为具体，帮助学生突破这一难点。2、指导发现\n化学是一门以实验为基础的学科，学生通过实验进行直观生动的学习是学生最喜欢、效果最好的学习方法。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度，但学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。这里既包括对学生观察实验的指导，又包括对实验方法的选择指导（对比实验）。同时注意适时的利用一些启发性的语言，引导学生合小组全体之力进行归纳总结，得出满意的结论。3、学法指导\n五、教学过程本节课以问题为导向，以实验为基础，以探究为方法，以多媒体辅助，不断创设情境，帮助学生自主建构知识。让学生体验科学探究的过程，在探究中学会科学研究方法，提高实验能力、学习能力，从而真正改变学习方式。（一）创设情境，以疑激思，揭示新知（二）自主探究，合作交流，理解新知（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知（四）再探再练，拓展创新，深化新知（五）引导小结，布置作业，优化新知\n（1）指导学生阅读课本关于电力在当今社会的应用和作用，提出问题：物质中的化学能在什么条件下能转化为电能呢？又是如何转化的呢？（一）创设情境，以疑激思，揭示新知\n（2）多媒体呈现2001年我国发电总量构成图和火力发电的相关图片、影响和图表，引导学生分析燃烧的氧化还原本质及其能量的变化。\n化学能　　热能　　　机械能　　　　电能燃烧蒸汽发电机（3）引导学生讨论分析火力发电的利与弊，提出问题：能否将化学能直接转化为电能？怎样实现这个转变？（4）通过分析火力发电的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，同时形成高效利用燃料，不浪费能源，积极开发高效清洁燃料的意识。\n（二）自主探究，合作交流，理解新知1、原电池工作原理：问题1：氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能转化为热能，再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。那么要使氧化还原反应释放的能量不经过热能，而直接转化为电能，所要解决的第一问题是什么？（电子的定向移动形成电流）问题2：若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，那么，怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，同时形成电流？问题3：怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？如何从电学角度考虑仪器选择和组装问题？（1）设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导：通过这些问题，既可以帮助学生理解实验设计的思路和实验操作的原理，顺利完成实验；又可以培养学生质疑问难的精神，掌握质疑问难的方法，提高质疑释疑能力。\n（2）小组实验探究：原电池及其原理实验序号实验1实验2实验步骤锌片插入稀硫酸铜片插入稀硫酸实验现象思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H＋的？问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？组内交流列出想法\n实验序号实验3实验4实验步骤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。将锌片和铜片用导线连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线之间接入灵敏电流计，观察现象。实验现象思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？问题2：电子从Zn到溶液中H＋经历了哪种途径？问题3：导线在这个过程中起到什么作用？问题4：电流计在这个过程中起什么作用？组内交流列出想法\n通过学生的实验操作及对实验现象的观察，发现实验③和实验④中化学能直接转化为电能。并对实验结果进行探讨交流，要将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化区域，形成电流。将化学能转化为电能的装置，叫做原电池。这样做不仅培养学生的实验动手操作能力及分析观察能力，而且通过实验说话，避免了教师教学上单调性。\n原电池“负极出电子，电子回正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应[动画模拟]铜锌电池的工作原理动画\n2、构成原电池的条件：把学生分三大组，共九个实验，第一组4个实验，第2组3个实验，第三组2个实验，每组都是对比实验。观察本组实验装置是否产生电流，若不能产生，与铜锌原电池对比，分析可能的原因；若能产生，也与铜锌原电池对比，有什么共同点，从而得出原电池的构成条件之一。\n实验序号第一组实验①②③④实验装置①　　　　　　②　　　　　　③　　　　　　④实验现象第一组：实验①、②不产生电流，③和④产生电流。不同点在于实验①和②中电极的金属活动性相同，而实验③和④中电极的金属活动性不同。实验结论得出原电池的构成条件之一：有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。\n实验序号第二组实验⑤⑥⑦实验装置⑤⑥⑦实验现象实验⑤和⑥能产生电流，而⑦不产生电流，不同点在于实验⑤和⑥中电极插入到电解质溶液中，而⑦中电极插入到非电解质溶液中。实验结论得出原电池构成条件之一：电极材料要插入电解质溶液中。\n实验序号第三组实验⑧⑨实验装置⑧　　　　　　　　⑨实验现象实验⑧产生电流，而实验⑨不产生电流，不同点在于实验⑧形成闭合电路，而实验⑨没有形成闭合电路。实验结论得出原电池的构成条件之一：两极相连形成闭合电路。通过小组间的交流，师生共同归纳总结构成原电池的条件：两极一液一回路。\n1.下列装置中能组成原电池的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知\n2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB\n（四）再探再练，拓展创新，深化新知学生设计实验：制作一个水果或蔬菜电池\n3.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是（）ABCD正极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2C\n（五）引导小结，布置作业，优化新知1、引导学生总结本节课的内容。2、布置作业：（1）练习题（2）结合本节知识，查阅资料，了解铅蓄电池、干电池、燃料电池内部构造，及相关电极反应式，体会原电池原理在各种电池中的应用。（3）运用原电池原理设计一个实验证明铁的金属性比铜活泼，进而探究一下金属性强弱方法，看你能总结出几种?\n3、学生自我评价和反思（1）过去所学的哪些知识对你在本节课的学习有所帮助？（2）你对原电池概念、工作原理、组成条件等知识掌握了吗？（3）你是如何与本组同学进行合作的？（4）在本节课的学习中你认为最有用的学习方法是什么？在实验探究过程中你学到了什么？\n六、板书设计一、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。3.原电池的构成条件：两极一液一回路。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。第二节化学能与电能\n谢谢！\n