2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量1化學(xué)反應(yīng)與能量變化2教案新人教版必修2

1、 第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)與電能 教學(xué)設(shè)計(jì)1、 教學(xué)目標(biāo)1 知識(shí)與技能（1） 通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念。 （2） 通過設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置，初步了解實(shí)驗(yàn)研究的方法。（3） 了解化學(xué)電池的種類和特點(diǎn)，能夠書寫電極反應(yīng)方程式。（4） 掌握原電池的原理及應(yīng)用。2 過程與方法（1） 培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合能力。（2） 通過對(duì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)到科學(xué)探究的過程，理解科學(xué)探究的意義，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的基本過程與方法，初步養(yǎng)成科學(xué)探究的能力。3 情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）逐步培養(yǎng)勤于思考，勇于探究的科學(xué)品質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。（2）

2、通過對(duì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的奧妙，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn) 理解氧化還原反應(yīng)與原電池之間的聯(lián)系，了解原電池形成的條件，分析簡單原電池的原理。2.教學(xué)難點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)2、 教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖1.新課導(dǎo)入【師】現(xiàn)代社會(huì)，人們的生活都離不開電能，想一想，我們用的電都是從哪來呢？【生】發(fā)電站?！編煛繘]錯(cuò)，中國電力主要來源是火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和核電。我們可以看到2015，火力發(fā)電占比74%?；鹆Πl(fā)電是通過化合燃料燃燒時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)

3、發(fā)電。火力發(fā)電有哪些缺點(diǎn)？【生】煤炭是不可再生資源、排除大量溫室氣體、可能導(dǎo)致酸雨、能量轉(zhuǎn)化率低?！編煛炕鹆Πl(fā)電過程中，化學(xué)能經(jīng)過一系列能量間接轉(zhuǎn)化為電能，能量損失大，能量利用率不高。能否實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化？設(shè)問激發(fā)求知欲2.探索新知【板書】化學(xué)反應(yīng)與電能【多媒體播放】裝置設(shè)計(jì)鋅銅硫酸原電池【學(xué)生】現(xiàn)象：當(dāng)鋅片與銅片插入稀硫酸時(shí)，鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片表面無氣泡產(chǎn)生，當(dāng)用導(dǎo)線將鋅片和銅片相連后，銅片上有氣泡產(chǎn)生；串聯(lián)電流表后，電流表指針偏轉(zhuǎn)。結(jié)論：導(dǎo)線中有電流通過，形成了電池，實(shí)現(xiàn)由化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化?！編煛坑^察的很仔細(xì)，回答也正確，我們用微觀視角觀察電解過程?！舅伎寂c討論】1、溶液中的鋅

4、離子怎么來的？【生】當(dāng)插入稀硫酸的鋅片和銅片用導(dǎo)線連接時(shí)，由于鋅比銅活潑，與稀硫酸作用容易失去電子，被氧化成鋅離子。鋅片：zn 2e zn2+2、銅不與稀硫酸反應(yīng)，為什么產(chǎn)生氣泡？是什么氣體？【生】溶液中的氫離子從銅片獲得電子，被還原為氫原子，氫原子結(jié)合成氫分子從銅片上放出。銅片：2h+ 2e h2【師】結(jié)合在鋅片和銅片上的反應(yīng)我們能得出總反應(yīng)：zn h2so4 znso4 h2。根據(jù)氧化還原反應(yīng)，鋅片上：鋅失電子，化合價(jià)升高，作還原劑，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。銅片上：溶液中的氫離子得電子，化合價(jià)降低，作氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。3、導(dǎo)線上電子和電流的移動(dòng)方向是什么？【生】鋅片失去的電子經(jīng)導(dǎo)

5、電流向銅片；電流則由銅片流向鋅片。由此可知，銅為正極，鋅為負(fù)極?！編煛堪鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池?！景鍟?、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池?！編煛孔屑?xì)觀察：原電池是由什么構(gòu)成的？【生】有兩個(gè)電極、溶液、導(dǎo)線【師】這位同學(xué)提到了很多關(guān)鍵點(diǎn)，但是任何電極、任何溶液就可以嗎？答案是否定的，首先，負(fù)極與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并且有兩個(gè)活潑性不同的電極，電解質(zhì)溶液，形成閉合回路。【板書】構(gòu)成條件負(fù)極與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)（前提）兩個(gè)活潑性不同的電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路【師】在鋅銅原電池中，鋅做負(fù)極，銅做負(fù)極。哪位同學(xué)能說出正、負(fù)極的特點(diǎn)嗎？【生】正極：

6、電子流入的一極（得電子），發(fā)生還原反應(yīng) 負(fù)極：電子流出的一極（失電子），發(fā)生氧化反應(yīng)【板書】正極：電子流入的一極（得電子），發(fā)生還原反應(yīng) 負(fù)極：電子流出的一極（失電子），發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)線：電子由負(fù)極移向正極 溶液中：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極?！編煛肯嘈糯蠹覍?duì)原電池有了初步的了解，原電池實(shí)質(zhì)是使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)不同的區(qū)域發(fā)生，通過電子的定向移動(dòng)形成電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。老師有個(gè)口訣要教給大家：原電池分兩級(jí)，負(fù)極氧化正極還，電子由負(fù)流向正，離子陽正陰向負(fù)。記住這個(gè)口訣，原電池的問題基本能解決！【師】我們學(xué)習(xí)了原電池原理，我們利用這個(gè)原理還可以判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱、加快氧化還原反應(yīng)速率

7、。我們具體說一下，認(rèn)真聽。1、加快氧化還原反應(yīng)的速率原理：原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使反應(yīng)速率增大。實(shí)例：實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，可滴入幾滴硫酸銅溶液，形成原電池，加快反應(yīng)速率。2、比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱原理：一般原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。實(shí)例：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到a溶解，b上有氣泡產(chǎn)生，可知a做負(fù)極，b作正極，a比b活潑?！編煛看蠹疑钪卸冀佑|過哪些電池呢？【生】1號(hào)電池、5號(hào)電池、7號(hào)電池、手機(jī)電池【師】我們常見的1號(hào)電池、5號(hào)電池、7號(hào)電池這些電池都是干電池，也就是一次電池，不可充電；我們

8、手機(jī)現(xiàn)在用的鋰電池屬于二次電池，可以充電后在使用的。還有一種電池是燃料電池，大家沒有見過，使氣體參與反應(yīng)的電池，一般應(yīng)用在軍事，航空方面，電動(dòng)機(jī)車等的交通領(lǐng)域。我們具體學(xué)習(xí)各種電池的原理。一、干電池普通鋅錳電池負(fù)極：鋅正極：石墨電極反應(yīng)負(fù)極：zn 2ezn2+(氧化反應(yīng)）正極：2mno22nh4+2emn2o3 2nh3 h2o(還原反應(yīng)）總反應(yīng)：2mno22nh4+zn mn2o3 2nh3 h2ozn2+缺點(diǎn)：在使用過程中，鋅會(huì)逐漸溶解，使鋅外殼逐漸變薄，內(nèi)部作為電解質(zhì)的糊狀nh4cl（顯酸性）會(huì)泄漏出來，腐蝕電池，即使不使用放置過久也會(huì)失效。【師】還有一種堿性鋅錳電池，對(duì)比普通鋅錳電池，

9、根據(jù)堿性鋅錳電池的結(jié)構(gòu)，判斷正、負(fù)極是什么？寫出電極反應(yīng)?！緦W(xué)生書寫】負(fù)極：鋅 正極：碳棒負(fù)極：zn 2oh- 2e-zn(oh)2正極：2mno2 h2o 2e2mno(oh) 2oh-總反應(yīng)：zn 2mno2 h2o zn(oh)22mno(oh)【總結(jié)】1、原電池電極判斷2、電極反應(yīng)的書寫（1）先確定原電池的正、負(fù)極，列出正、負(fù)極上的反應(yīng)物，并使得失電子數(shù)目相同。（2）注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子是否與電解質(zhì)溶液中的陰離子反應(yīng)。若反應(yīng)，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式中。若正極上的反應(yīng)物是o2，且電解質(zhì)溶液呈中性或堿性，則h2o必須寫入正極反應(yīng)式中，且生成oh;若電解質(zhì)溶液呈酸性，則

10、h+必須寫入正極反應(yīng)式中，且生成h2o（3）正、負(fù)極反應(yīng)相加得到電池的總反應(yīng)。若知道總反應(yīng)，也可以較易寫出一極的電極反應(yīng)式，利用電子守恒法，用總反應(yīng)減去一極的電極反應(yīng)式得到另一極電極反應(yīng)式。【師】放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行從而實(shí)現(xiàn)充電與放電的循環(huán)。常見的二次電池：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。鉛蓄電池兩極是pb（負(fù)極）和pbo2（正極），電解質(zhì)溶液是h2so4, 總的電池反應(yīng)：pb+pbo2+2h2so4=2pbso4+2h2o 負(fù)極：pbso422e pbso4正極：pbo24hso422epbso42h2o鎳鎘電池以cd為負(fù)極，nio(oh)為正極，以koh為電

11、解質(zhì)。負(fù)極：cd + 2oh 2ecd(oh)2正極：2nio(oh) + 2h2o + 2e2ni(oh)2 + 2oh-總反應(yīng)：cd +2nio(oh) + 2h2o 2ni(oh)2 + cd(oh)2【師】最后我們再來說說燃料電池，燃料電池(fuel cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。 燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)電器負(fù)載的變化，而且不需要很長時(shí)間的充電，在航天、軍事、交通領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。氫氧燃料電池：

12、負(fù)極（惰性電極）通入氫氣正極（惰性電極）通入氧氣原理：利用原電池的工作原理將氫氣和氧氣反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。酸性電解質(zhì)：負(fù)極：2h2 4e4h+正極：o24h+4e2h2o堿性電解質(zhì)：負(fù)極：2h2 4e4oh4h2o正極：o22h2o4e4oh總反應(yīng)：2h2o22h2o【師】以fe cuso4feso4 cu為例，如何設(shè)計(jì)原電池？設(shè)計(jì)方法：1、根據(jù)總反應(yīng)，找到氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料，氧化劑在正極被還原。2、電極材料選擇：電極材料必須導(dǎo)電，一般選擇較活潑的金屬材料，或在該氧化還原反應(yīng)中易失去電子的材料。電解質(zhì)溶液一般與負(fù)極反應(yīng)。負(fù)極：fe正極:碳棒負(fù)極反應(yīng)：fe 2efe2正極反應(yīng):cu22ecu通過探討交流培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和表達(dá)能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)新事物的探究，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方法培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納、辯證思維的能力3.小結(jié)作業(yè)完成同步練習(xí)四板書設(shè)計(jì) 6.1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與電能一、原電池原理1、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池。2、構(gòu)成條件負(fù)極與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)（前提）、兩個(gè)活潑性不同的電極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路3