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2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)能與電能》教案16 新人教版必修2 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 1. 獲得化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法，能設(shè)計(jì)并完成化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。 2.形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件。 過(guò)程與方法 1.經(jīng)歷對(duì)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，進(jìn)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(duì)自己的探究原電池概念及形成條件的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行計(jì)劃、反思、評(píng)價(jià)、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(jià)值觀(guān)：贊賞化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問(wèn)題，形成正確能源觀(guān)。 教學(xué)重點(diǎn)：原電池的概念與構(gòu)成的條件。 教學(xué)難點(diǎn)：用已經(jīng)學(xué)過(guò)的有關(guān)知識(shí)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(xiàn)、電流表、銅片、鋅片、石墨棒、稀硫酸。 教學(xué)過(guò)程 [新課導(dǎo)入]【多媒體動(dòng)畫(huà)展示：熱電廠(chǎng)生產(chǎn)的過(guò)程】 ［板書(shū)］一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能、熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能 二、［板書(shū)］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(wèn)題：（教師播放投影片） 1.當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，化學(xué)能要經(jīng)過(guò)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(kāi)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)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(wèn)題 [師生互動(dòng)]： 1.學(xué)生活動(dòng)形式：組成課堂學(xué)習(xí)小組進(jìn)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(shí)來(lái)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(kāi)的有關(guān)問(wèn)題（怎樣實(shí)現(xiàn)上述想法？氧化劑和還原劑分別選擇什么物質(zhì)？它們?cè)鯓咏o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(kāi)？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(dòng)，從而完成化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。 [板書(shū)] 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：1. Cu-Zn原電池實(shí)驗(yàn)： ① Cu、Zn分別插入稀硫酸中。② Cu、Zn同時(shí)插入稀硫酸中，但不接觸。③ 將Cu、Zn用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)。 ④ 在Cu、Zn導(dǎo)線(xiàn)之間接電流表。⑤ 將Cu、Zn導(dǎo)線(xiàn)互換再接電流表。 [板書(shū)] 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(shū)］實(shí)驗(yàn)探究２： 2. Zn-Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3. Cu-石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（在短時(shí)間內(nèi)，不考慮氧氣的作用）4. Zn-石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5. Fe-Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。6. Cu-Zn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。7. Cu-Zn與一個(gè)西紅柿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。8. Cu-Zn與兩個(gè)西紅柿進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 上述實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象以表格對(duì)比的形式呈現(xiàn)出來(lái)。 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(yǔ)化：將上述成功轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(lái) 同一容器 不同容器 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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?zhuān)? 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(shū)］ 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(shí)拓展］2.總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件： ① 有兩種活動(dòng)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(guò)外電路流向較不活潑的金屬（正極） [布置作業(yè)]P39, T1。 ［板書(shū)設(shè)計(jì)］ ［活動(dòng)與探究］ 從下列課題中選擇你感興趣的問(wèn)題，自由組成學(xué)習(xí)小組開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。 設(shè)計(jì)各種情況下觀(guān)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(guān)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(guān)察氫氣的產(chǎn)生速率及溶液有無(wú)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(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 第二節(jié) 化學(xué)能與電能（第2課時(shí)） 三維目標(biāo) 知識(shí)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(jì)出原電池實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法。 過(guò)程與方法： 在探究設(shè)計(jì)原電池實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)運(yùn)用觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料等多種手段獲取信息，并運(yùn)用比較、分類(lèi)、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加工。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：有參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情，有將原電池知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題做出合理的判斷。 教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)原電池的組成及應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)研究成果以及學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果的評(píng)價(jià)與反思 教具準(zhǔn)備：多媒體課件、投影儀 教學(xué)過(guò)程 [新課導(dǎo)入] [復(fù)習(xí)] 請(qǐng)一位同學(xué)總結(jié)原電池的重要知識(shí)點(diǎn) ［板書(shū)］自我評(píng)價(jià)和反思 師：請(qǐng)同學(xué)們從以下方面依據(jù)個(gè)人的知識(shí)總結(jié)和習(xí)題完成情況，進(jìn)行自我知識(shí)評(píng)價(jià)： ① 對(duì)原電池概念、組成、工作原理等知識(shí)掌握的程度。 ② 在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中學(xué)會(huì)了哪些方法，各種基本技能有沒(méi)有提高。 ③ 在執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)過(guò)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(qǐng)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(jì)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(wú)汞電池是中國(guó)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(shū)] 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(xiě)下表中的空白問(wèn)題（表一） 電池名稱(chēng) 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(diǎn) 缺點(diǎn) 改進(jìn)方法 表二（１） 電池名稱(chēng) 蓄電池（storage battery） 負(fù)極 正極 電池總反應(yīng)式： 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 改進(jìn)方法 表二（２） 電池名稱(chēng) 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(diǎn)、缺點(diǎn) 如果有缺點(diǎn)改進(jìn)的方法 表三 電池名稱(chēng) 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(jī)械能→電能．包括從大型火力發(fā)電站到小油機(jī)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(jiǎn)稱(chēng)電池． 2.我國(guó)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(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20～50倍．試推測(cè)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(jìn)一步理解原電池工作原理；通過(guò)自學(xué)熟悉了化學(xué)電源的應(yīng)用和發(fā)展；對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行了反思和評(píng)價(jià)。 [布置作業(yè)]1．教材P３９ T２、T３ 板書(shū)設(shè)計(jì) 一．自我評(píng)價(jià)和反思： ① 對(duì)原電池概念、組成、工作原理等知識(shí)掌握的程度。 ② 在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中學(xué)會(huì)了哪些方法，各種基本技能有沒(méi)有提高。 ③ 在執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)過(guò)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(dòng)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(jiǎn)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(xiàn)與靈敏電流表相連（圖），觀(guān)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(shuō)明做成的番茄電池中產(chǎn)生了電流。