高中化學選修化學反應原理1.3化學能轉(zhuǎn)化為電能-電池教學設計

高中化學選修化學反應原理1.3化學能轉(zhuǎn)化為電能——電池教學設計設計意圖高中化學新課程的一種重要理念是學習生活中的化學，學習有用的化學。而能源是社會發(fā)展、人類文明進步不可或缺的重要條件。本單元把化學能與電能轉(zhuǎn)化聯(lián)系起來，讓學生認識到能源科學的發(fā)展與化學科學的發(fā)展息息相關。學生已經(jīng)掌握氧化還原反應的本質(zhì)及化學反應中存在的能量的變化和轉(zhuǎn)化，這是學習本單元重要的知識基礎。本單元安排3個課時完成教學任務，重點是第一課時《化學能轉(zhuǎn)化為電能》，而原電池的原理和應用又是第一課時的重點和難點。在第一課時的教學中，首先利用學生日常生活中熟知的事物，創(chuàng)設問題情境導入新課，激發(fā)學生的探究欲往。其次，對原電池工作原理的學習，設計到較多需要想象的抽象思維概念，學生理解起來較為費力?？上仍O計四個操作簡單、對比性強、現(xiàn)象明顯的實驗，引導學生也能夠?qū)嶒炋骄堪l(fā)現(xiàn)問題：化學反應過程中會產(chǎn)生電能。再借助動畫演示形象地分析原電池的工作原理，幫助學生更加快更深刻地理解原電池的工作原理。并且引導學生進行分組實驗探究原電池的構(gòu)成條件，有效地反饋學生的學習情況，進一步培養(yǎng)學生的各種能力。最后，引導學生進行實踐活動：1、制作水果電池，以鞏固原電池的工作原理，引出原電池的應用：制作電源。2、對比實驗：粗鋅和純鋅分別與稀硫酸反應，讓學生在自主探究中喜獲新知：利用原電池能加快化學反應速率。也為認識鋼鐵腐蝕及防止金屬腐蝕原理作了很好的鋪墊，使學生對原電池的原理和應用有更深刻的認識和體驗。教案（一）課時1課時（二）教學目標知識與技能：①通過實驗探究，認識化學能可以轉(zhuǎn)化為電能；②掌握原電池的工作原理和構(gòu)成條件；③了解原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實際應用。過程與方法：利用實驗探究方法學習原電池的原理和構(gòu)成條件。情感態(tài)度與價值觀：通過實驗探究，培養(yǎng)嚴謹細致的科學態(tài)度和質(zhì)疑精神。（三）重、難點教學重點：初步了解原電池的原理和組成了解原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實際應用教學難點化學電源的組成和工作原理原電池原理在生產(chǎn)生活中的實際應用（四）教學方法教法：試驗法、講授法、探究法、閱讀討論法學法：自主學習、探究學習、合作學習相結(jié)合（五）板書設計一、原電池:將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。二、原電池的工作原理三、組成原電池的條件1．兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導體）構(gòu)成電極。2．電解質(zhì)溶液。3．構(gòu)成閉合回路。4．發(fā)生一個氧化還原反應。四、原電池的應用制造多種多樣的化學電源利用原電池反應加快化學反應速率利用原電池原理防止金屬腐蝕（六）教學過程活動元設計學生活動設計教師活動設計設計意圖創(chuàng)設問題情景（預設時間為3分鐘）學生思考、討論、交流（預設學生的回答情況）學生甲：電流的形成原因是電子的定向流動學生乙：氧化還原反應的本質(zhì)是發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移電能是現(xiàn)代社會最清潔、也是最重要的二次能源，人類生產(chǎn)、生活的各個方面都離不開它。[播放錄像][提問]1、電流的形成條件是什么？2、氧化還原反應的本質(zhì)與電流有何聯(lián)系？鼓勵學生踴躍回答通過聯(lián)系學生熟悉的問題情境，以吸引學生注意力，激發(fā)學生的探究欲望。學生的自然興趣事提高學生的內(nèi)部動力。活動與探究（一）（預設時間為8分鐘）分組實驗：銅鋅原電池原理實驗1：把一塊鋅片和一塊銅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯里。實驗2：把一塊鋅片和一塊銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯里，但不接觸。實驗3：用導線將鋅片和銅片連起來。實驗4：在導線中接入一個靈敏電流計。如何讓氧化劑與還原劑之間得失的電子能夠定向流動，形成電流。請同學們設計實驗實現(xiàn)設想。學生通過試驗探究發(fā)現(xiàn)問題：化學反應中會產(chǎn)生電能，體驗自己探究知識的樂趣；更加注重實驗的操作和實踐能力的培養(yǎng)，縮短探知的時間，降低學習的難度，同時使學生進一步認識化學實驗的作用，從而有限地激發(fā)學生的創(chuàng)造性?；顒釉O計學生積極思考并交流討論（預設學生的回答情況）學生甲：實驗2中，鋅片表面有氣泡產(chǎn)生，而銅片表面仍然無明顯反應現(xiàn)象。實驗3中，用導線連接后，鋅片表面仍有氣泡產(chǎn)生，但同時銅片表面也有氣泡冒出。學生積極思考并交流討論投影：1．實驗2和實驗3中的現(xiàn)象有何不同？2．實驗3和實驗4中銅片表面有氣泡產(chǎn)生，你認為這種氣體可能是什么？3．鋅片和銅片的質(zhì)量如何變化？溶液中c（H+）如何變化？4．實驗4中電子流動的方向如何？該裝置的正負極分別是什么？自主學習（預設時間為8分鐘）學生閱讀課本38-39頁該實驗中電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明導線中有電流通過。像這樣能將化學反應中的化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，我們稱之為原電池。[板書]一、原電池：將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。巡視并指導學生自學[設問]那么，原電池裝置是如何把化學能轉(zhuǎn)化為電能的呢？我們一起來分析它的工作原理。[板書]二、原電池的工作原理活動與探究（二）（預設時間為5分鐘）分組實驗：原電池的構(gòu)成條件實驗1：把一塊鋅片和一塊銅片插入盛有酒精的燒杯里，用導線將鋅片和銅片連起來，在導線中接入一個靈敏電流計。實驗2：把兩塊銅片插入盛有稀硫酸的燒杯里，用導線將銅片連起來，在導線中接入一個靈敏電流計。實驗3：把一塊鋅片和一塊銅片分別插入兩個盛有稀硫酸的燒杯里，用導線將鋅片和銅片連起來，在導線中接入一個靈敏電流計。歸納小結(jié)原電池的構(gòu)成條件那么構(gòu)成原電池需要哪些條件呢？我們一起來探究原電池的構(gòu)成條件！[板書]三、組成原電池的條件指導學生觀察和養(yǎng)成規(guī)范的實驗操作充分肯定學生的成果后投影原電池的構(gòu)成條件：1．兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導體）構(gòu)成電極。2．電解質(zhì)溶液。3．構(gòu)成閉合回路。4．發(fā)生一個氧化還原反應。教師參與活動并適時點撥、鼓勵和引導學生通過理性地分析問題，推測問題，自主設計、小組合作、動手實驗，在實驗中不斷地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，構(gòu)建自己的知識結(jié)構(gòu)理論與實踐相結(jié)合，增強教學的時效性。聯(lián)系實際學生做筆記學生分組實驗分別往兩個表面皿中加入等量的稀硫酸，分別加入一粒粗鋅和一粒純鋅（注意要同時）小組討論后交流（預設學生的回答情況）實驗中粗鋅反應速率比純鋅快。原因是粗鋅中含有重金屬，構(gòu)成原電池，加快反應速率。閱讀課本39頁相關內(nèi)容四、原電池的應用制造多種多樣的化學電源利用原電池反應加快化學反應速率利用原電池原理防止金屬腐蝕實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，為了提高氫氣的生成速率，可以使用含有重金屬雜質(zhì)（如銅）的粗鋅。實驗中你觀察到什么現(xiàn)象？這是為什么？引導：通過這個實驗，也說明不純的金屬更容易被腐蝕。這就是鋼鐵比純鐵更容易被腐蝕的原因。讓學生在自主探究中喜獲新知：利用原電池能加快化學反應速率。也為人事鋼鐵腐蝕以及防止金屬腐蝕原理作了很好的鋪墊，使學生對原電池的原理和應用有更深刻的認識和體驗。課后作業(yè)什么是電化學腐蝕？在潮濕的空氣里，鋼鐵制品的表面為什么會形成無數(shù)微小的原電池正、負極各是什么？對應的電極反應分別是什么？如何防止鋼鐵的電化學腐蝕肯定學生的回答小結(jié)（預設時間2分鐘）學生思考，討論后交流（七）教學反思在本節(jié)課