2019-2020年高中化學《化學能與電能》教案16 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學《化學能與電能》教案16 新人教版必修2 三維目標 知識與技能 1. 獲得化學能與電能轉化的化學實驗的基礎知識和基本技能，學習實驗研究的方法，能設計并完成化學能與電能轉化的化學實驗。 2.形成原電池的概念，探究構成原電池的條件。 過程與方法 1.經歷對化學能與電能轉化的化學實驗探究的過程，進一步理解探究的意義，學習科學探究的基本方法，提高科學探究的能力。 2.能對自己的探究原電池概念及形成條件的學習過程進行計劃、反思、評價、和調控，提高自主學習化學的能力。 情感、態(tài)度與價值觀：贊賞化學科學對個人生活和社會發(fā)展的貢獻，關注能源問題，形成正確能源觀。 教學重點：原電池的概念與構成的條件。 教學難點：用已經學過的有關知識探究化學能轉化成電能的條件和裝置。 教具準備：多媒體、燒杯、導線、電流表、銅片、鋅片、石墨棒、稀硫酸。 教學過程 [新課導入]【多媒體動畫展示：熱電廠生產的過程】 ［板書］一、化學能轉化成熱能、熱能轉化成機械能、機械能轉化成電能 二、［板書］化學能直接轉化為電能的原理與裝置 [學生自學]閱讀課本P35第二、第三段。思考問題：（教師播放投影片） 1.當氧化劑和還原劑直接接觸進行反應時，化學能要經過一系列能量轉換才能轉化為電能。 2.把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應和還原反應在兩個不同區(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.考慮氧化反應和還原反應發(fā)生的條件和環(huán)境，化學物質的選擇。 5.從電學角度考慮儀器選擇和組裝問題 [師生互動]： 1.學生活動形式：組成課堂學習小組進行討論，建立思維模型。 2.挖掘學生已有的氧化還原反應知識來分析氧化劑和還原劑之間電子轉移中的能量轉化。 3.積極引導學生思考將氧化反應和還原反應拆開的有關問題（怎樣實現(xiàn)上述想法？氧化劑和還原劑分別選擇什么物質？它們怎樣給出和接受電子？） 。 師：能否將氧化反應區(qū)域和還原反應區(qū)域拆開？這樣在氧化反應區(qū)域和還原反應區(qū)域之間可能有電子流動，從而完成化學能向電能的轉化。 [板書] 實驗設計：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用導線連接起來。 ④ 在Cu、Zn導線之間接電流表。⑤ 將Cu、Zn導線互換再接電流表。 [板書] Zn片發(fā)生氧化反應，　　　 Zn：Zn?。?e?。健n２－ 　負極 　　 H+在Cu片上發(fā)生還原反應，Cu：2H+　+　2e ＝　H2 ↑　　　　正極 師：很好，總的離子反應方程式： 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，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。 化學用語化：將上述成功轉化實驗中的反應，用氧化反應式、還原反應式和總化學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 還原反應 總反應 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］ ［板書］ 1.歸納、概括形成原電池概念：將化學能轉化為電能的裝置叫做原電池。 ［知識拓展］2.總結歸納原電池的構成條件： ① 有兩種活動性不同的金屬（或非金屬單質）作電極。② 電極材料均插入電解質溶液中。③ 兩極相連形成閉合電路。 3.抽象出原電池化學反應本質：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）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，自由組成學習小組開展研究性學習活動。 設計各種情況下觀察鋅與稀硫酸反應產生氫氣的速率，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，觀察氫氣的產生速率及溶液有無顏色變化； (3)在鋅與稀硫酸反應的試管中，滴人少量硫酸銅溶液，觀察實驗現(xiàn)象。 第二節(jié) 化學能與電能（第2課時） 三維目標 知識與技能：在獲得原電池概念和組成條件的基礎上，能設計出原電池實驗，學習實驗研究的方法。 過程與方法： 在探究設計原電池實驗的過程中，學會運用觀察、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：有參與化學科技活動的熱情，有將原電池知識應用于生產、生活實踐的意識，能夠對與化學有關的社會和生活問題做出合理的判斷。 教學重點：實驗探究的基礎上認識原電池的組成及應用。 教學難點：對研究成果以及學習過程和結果的評價與反思 教具準備：多媒體課件、投影儀 教學過程 [新課導入] [復習] 請一位同學總結原電池的重要知識點 ［板書］自我評價和反思 師：請同學們從以下方面依據(jù)個人的知識總結和習題完成情況，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會了哪些方法，各種基本技能有沒有提高。 ③ 在執(zhí)行學習任務過程中所采取的態(tài)度以及與其他同學和老師的合作情況 師：請同學們展示自己制作的原電池，清用圖表示。　　教師投影學生的設計圖 　　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)展中的化學電源 [合作探究] 教師投影表格[學生自學]閱讀P３７發(fā)展中的化學電源干電池部分，填寫下表中的空白問題（表一） 電池名稱 干電池( dry cell) 負極 正極 2NH4+ + 2e = 2NH3 + H2 H2+2MnO2Mn2O3+H2O Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+ 電池總反應式： 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） 負極 正極 電池總反應式： 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- 負極 ２H2+４OH-　-４e = ４H2O 總反應式 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，燃料電池將是一種廣泛使用的電源――― [思考與交流] 1. 將化學能轉變?yōu)殡娔苡袔追N基本形式？ （1）化學能→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“熱電轉換設備”． （3）化學能→電能．即所謂“化學電源”，它是一種把化學能直接轉變?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志燈已研制成功．這種燈以取之不盡的海水為電解質溶液，靠空氣中氧氣使鋁不斷氧化而產生電流．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極是______，電極反應是______；正極是______，電極反應是______． 答案：1．鋁，Al - 3e = Al3+；石墨（Pt）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- [課堂小結] 本課同學們展示自己制作的原電池，進一步理解原電池工作原理；通過自學熟悉了化學電源的應用和發(fā)展；對自己的學習過程和結果進行了反思和評價。 [布置作業(yè)]1．教材P３９ T２、T３ 板書設計 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會了哪些方法，各種基本技能有沒有提高。 ③ 在執(zhí)行學習任務過程中所采取的態(tài)度以及與其他同學和老師的合作情況 二、發(fā)展中的化學電源 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線與靈敏電流表相連（圖），觀察電流表的指針偏轉情況。 發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針有較大的偏轉。 說明做成的番茄電池中產生了電流。