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2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)能與電能》教案18 新人教版必修2 三維目標(biāo) 知識與技能 1. 獲得化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能，學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗。 2.形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件。 過程與方法 1.經(jīng)歷對化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗探究的過程，進一步理解探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究的能力。 2.能對自己的探究原電池概念及形成條件的學(xué)習(xí)過程進行計劃、反思、評價、和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。 情感、態(tài)度與價值觀：贊賞化學(xué)科學(xué)對個人生活和社會發(fā)展的貢獻，關(guān)注能源問題，形成正確能源觀。 教學(xué)重點：原電池的概念與構(gòu)成的條件。 教學(xué)難點：用已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的條件和裝置。 教具準(zhǔn)備：多媒體、燒杯、導(dǎo)線、電流表、銅片、鋅片、石墨棒、稀硫酸。 教學(xué)過程 [新課導(dǎo)入]【多媒體動畫展示：熱電廠生產(chǎn)的過程】 ［板書］一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能、熱能轉(zhuǎn)化成機械能、機械能轉(zhuǎn)化成電能 二、［板書］化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置 [學(xué)生自學(xué)]閱讀課本P35第二、第三段。思考問題：（教師播放投影片） 1.當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進行反應(yīng)時，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)化為電能。 2.把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個不同區(qū)域進行。 3.需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電子從氧化劑區(qū)域流向還原劑區(qū)域。 4.考慮氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的條件和環(huán)境，化學(xué)物質(zhì)的選擇。 5.從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題 [師生互動]： 1.學(xué)生活動形式：組成課堂學(xué)習(xí)小組進行討論，建立思維模型。 2.挖掘?qū)W生已有的氧化還原反應(yīng)知識來分析氧化劑和還原劑之間電子轉(zhuǎn)移中的能量轉(zhuǎn)化。 3.積極引導(dǎo)學(xué)生思考將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆開的有關(guān)問題（怎樣實現(xiàn)上述想法？氧化劑和還原劑分別選擇什么物質(zhì)？它們怎樣給出和接受電子？） 。 師：能否將氧化反應(yīng)區(qū)域和還原反應(yīng)區(qū)域拆開？這樣在氧化反應(yīng)區(qū)域和還原反應(yīng)區(qū)域之間可能有電子流動，從而完成化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。 [板書] 實驗設(shè)計：1. Cu-Zn原電池實驗： ① Cu、Zn分別插入稀硫酸中。② Cu、Zn同時插入稀硫酸中，但不接觸。③ 將Cu、Zn用導(dǎo)線連接起來。 ④ 在Cu、Zn導(dǎo)線之間接電流表。⑤ 將Cu、Zn導(dǎo)線互換再接電流表。 [板書] Zn片發(fā)生氧化反應(yīng)，　　　 Zn：Zn　－　2e?。健n２－ 　負(fù)極 　　 H+在Cu片上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu：2H+　+　2e ＝　H2 ↑　　　　正極 師：很好，總的離子反應(yīng)方程式： Zn 2+ + 2H+ ＝　Zn2+ ＋ H2↑ ［板書］實驗探究２： 2. Zn-Zn與稀硫酸進行實驗。3. Cu-石墨與稀硫酸進行實驗。（在短時間內(nèi)，不考慮氧氣的作用）4. Zn-石墨與稀硫酸進行實驗。5. Fe-Zn與稀硫酸進行實驗。6. Cu-Zn與乙醇進行實驗。7. Cu-Zn與一個西紅柿進行實驗。8. Cu-Zn與兩個西紅柿進行實驗 上述實驗及現(xiàn)象以表格對比的形式呈現(xiàn)出來。 ① 兩極材料不同的各種現(xiàn)象。 ② 不同溶液的各種現(xiàn)象。 ③ 電極在同一容器和不同容器中的現(xiàn)象。 化學(xué)用語化：將上述成功轉(zhuǎn)化實驗中的反應(yīng)，用氧化反應(yīng)式、還原反應(yīng)式和總化學(xué)方程式的形式表示出來 同一容器 不同容器 實驗序號 電極材料 溶液 現(xiàn)象 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 總反應(yīng) 解釋： 2 Zn-Zn 稀 硫 酸 3 Cu-C 4 Zn-C 5 Fe-Zn 6 Cu Zn 7 ［課堂小結(jié)］ ［板書］ 1.歸納、概括形成原電池概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 ［知識拓展］2.總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件： ① 有兩種活動性不同的金屬（或非金屬單質(zhì)）作電極。② 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。③ 兩極相連形成閉合電路。 3.抽象出原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極） [布置作業(yè)]P39, T1。 ［板書設(shè)計］ ［活動與探究］ 從下列課題中選擇你感興趣的問題，自由組成學(xué)習(xí)小組開展研究性學(xué)習(xí)活動。 設(shè)計各種情況下觀察鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率，并探究其原因： (1)將一粒純鋅、一粒粗鋅與銅絲分別放人裝有稀硫酸的不同試管中，觀察氫氣產(chǎn)生的速率； (2）將銅絲取出，與純鋅粒接觸后放人裝有稀硫酸的試管中，觀察氫氣的產(chǎn)生速率及溶液有無顏色變化； (3)在鋅與稀硫酸反應(yīng)的試管中，滴人少量硫酸銅溶液，觀察實驗現(xiàn)象。 第二節(jié) 化學(xué)能與電能（第2課時） 三維目標(biāo) 知識與技能：在獲得原電池概念和組成條件的基礎(chǔ)上，能設(shè)計出原電池實驗，學(xué)習(xí)實驗研究的方法。 過程與方法： 在探究設(shè)計原電池實驗的過程中，學(xué)會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息，并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工。 情感、態(tài)度與價值觀：有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將原電池知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題做出合理的判斷。 教學(xué)重點：實驗探究的基礎(chǔ)上認(rèn)識原電池的組成及應(yīng)用。 教學(xué)難點：對研究成果以及學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的評價與反思 教具準(zhǔn)備：多媒體課件、投影儀 教學(xué)過程 [新課導(dǎo)入] [復(fù)習(xí)] 請一位同學(xué)總結(jié)原電池的重要知識點 ［板書］自我評價和反思 師：請同學(xué)們從以下方面依據(jù)個人的知識總結(jié)和習(xí)題完成情況，進行自我知識評價： ① 對原電池概念、組成、工作原理等知識掌握的程度。 ② 在實驗探究過程中學(xué)會了哪些方法，各種基本技能有沒有提高。 ③ 在執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)過程中所采取的態(tài)度以及與其他同學(xué)和老師的合作情況 師：請同學(xué)們展示自己制作的原電池，清用圖表示?！　〗處熗队皩W(xué)生的設(shè)計圖 　　多媒體展示各種電池 Primary Battery For IBM Thinkpad T20 CR2032 Lithium Primary Battery 南孚耐能高功率無汞電池是中國性能最佳的碳性電池，特別適用于低耗電電池使用。 Lithium Primary Batteries [板書] 二、發(fā)展中的化學(xué)電源 [合作探究] 教師投影表格[學(xué)生自學(xué)]閱讀P３７發(fā)展中的化學(xué)電源干電池部分，填寫下表中的空白問題（表一） 電池名稱 干電池( dry cell) 負(fù)極 正極 2NH4+ + 2e = 2NH3 + H2 H2+2MnO2Mn2O3+H2O Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+ 電池總反應(yīng)式： 2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O 優(yōu)點 缺點 改進方法 表二（１） 電池名稱 蓄電池（storage battery） 負(fù)極 正極 電池總反應(yīng)式： 優(yōu)點 缺點 改進方法 表二（２） 電池名稱 鎳鎘電池 鋰電池 銀鋅電池 總反應(yīng)式 Cd + 2NiO(OH)+2H2O = 2Ni(OH)2 + 2Cd(OH)2 Li +MnO2 = LiMnO2 Zn + Ag2O+H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 主要用途 優(yōu)點、缺點 如果有缺點改進的方法 表三 電池名稱 氫氧燃料電池 正極 O2 +2H2O+4e-= 4OH- 負(fù)極 ２H2+４OH-　-４e = ４H2O 總反應(yīng)式 2H2 + O2= 2H2O 有什么燃料可以代替氫氣 燃料電池的發(fā)展前景 21世紀(jì)，燃料電池將是一種廣泛使用的電源――― [思考與交流] 1. 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苡袔追N基本形式？ （1）化學(xué)能→熱能→機械能→電能．包括從大型火力發(fā)電站到小油機等各種“火力”發(fā)電裝置． （2）化學(xué)能→熱能→電能．包括從熱電堆到熱離子發(fā)電裝置等各種“熱電轉(zhuǎn)換設(shè)備”． （3）化學(xué)能→電能．即所謂“化學(xué)電源”，它是一種把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪褐绷麟娔艿难b置，簡稱電池． 2.我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功．這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流．只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20～50倍．試推測這種新型電池的負(fù)極是______，電極反應(yīng)是______；正極是______，電極反應(yīng)是______． 答案：1．鋁，Al - 3e = Al3+；石墨（Pt）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- [課堂小結(jié)] 本課同學(xué)們展示自己制作的原電池，進一步理解原電池工作原理；通過自學(xué)熟悉了化學(xué)電源的應(yīng)用和發(fā)展；對自己的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果進行了反思和評價。 [布置作業(yè)]1．教材P３９ T２、T３ 板書設(shè)計 一．自我評價和反思： ① 對原電池概念、組成、工作原理等知識掌握的程度。 ② 在實驗探究過程中學(xué)會了哪些方法，各種基本技能有沒有提高。 ③ 在執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)過程中所采取的態(tài)度以及與其他同學(xué)和老師的合作情況 二、發(fā)展中的化學(xué)電源 一次性電池 可充電電池 活動與探究 1. 廢舊電池的危害及其回收利用 2. 用生活中的材料制作簡易電池 　參考：番茄電池 （1）取一只大的半熟番茄，相隔一定距離插入一片銅片和一片鋅片。 （2）把銅片和鋅片的上端用導(dǎo)線與靈敏電流表相連（圖），觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。 發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針有較大的偏轉(zhuǎn)。 說明做成的番茄電池中產(chǎn)生了電流。