高中化學-化學能與電能第一課時教學設計學情分析教材分析課后反思

“化學能與電能”的實驗化和生活化的課堂教學設計一、教材分析本節(jié)教學內容選自人教版普通高中課程標準實驗教科書必修《化學2》第二章《化學反應與能量》第二節(jié)《化學能與電能》中的“化學能轉化為電能”片段。本節(jié)的內容是原電池，包括原電池裝置的設計原理、設計意圖、本質及構成條件。關于化學能與電能在必修模塊和選修模塊中均有安排，在必修模塊中只要求舉例說明化學能與電能的轉化關系及其應用，認識研制新型電池的重要性。從學科知識體系角度來看，節(jié)課內容是學生學習了化學必修1《氧化還原反應》與必修2的《化學能與熱能》等內容之后而學習的，所以本節(jié)課是對氧化還原反應的本質再探究和延伸，同時也是對化學能與其他能量之間轉化的補充，是建立電化學基本概念的基礎；在化學選修1（化學與生活）中金屬腐蝕與防護，以及選修化學的學生學好化學選修4（化學反應原理）中還將進一步對電化學知識進行深入討論，所以本節(jié)課為后面知識的學習提供了理論基礎。綜上所述，在知識結構上原電池起到了承上啟下的作用。從生活和社會角度來看，電能在現(xiàn)代社會生活中起著無可取代的作用，電池也廣泛應用于社會生活的方方面面。了解電池工作的原理，掌握基本的電化學知識對生活生產(chǎn)都有非常重要的意義。二、學情分析學生在以前的學習中已經(jīng)學習過了氧化還原反應，能量之間轉換，電解質溶液，金屬活潑性等化學知識及物理電學的相關知識，已為本節(jié)課的學習做好了一定知識儲備；具備了一定的實驗探究能力。學生已經(jīng)掌握了氧化還原反應，知道氧化還原反應的本質是電子的轉移，能夠把氧化反應和還原反應分開討論。物理中已經(jīng)學過電子的定向移動形成電流，對氧化還原過程中電子的移動能夠產(chǎn)生電流可以產(chǎn)生認同，但又對不借助于原電池裝置的氧化還原反應沒有電流產(chǎn)生存在疑惑。3、知道電解質溶液能夠導電，溶液中的離子能夠在電場的作用下定向移動，但這一概念建立在正負相吸的基礎上，可能會對原電池內電路離子流向理解有困難。4、已經(jīng)學習了化學能與熱能的轉化，能夠以此為基礎理解化學能與電能的轉化，但對轉化裝置原電池以及實驗現(xiàn)象不能很快接受，可能會認為原電池裝置的引入改變了化學反應本身。三、教學目標【知識與技能】1.通過收集資料，了解火力發(fā)電的一般過程，舉例說明化學能與電能的轉化關系及其應用。2.通過實驗研究，了解原電池的概念、原理以及構成條件。【過程與方法】在探究原電池工作原理過程中，學會運用觀察、實驗等多種手段獲取信息，并運用類比的方法對信息進行加工?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】通過生產(chǎn)生活中的實例，認識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料的重要性，理解化學能轉化為電能對現(xiàn)代化的意義。四、教學重點與難點四、教學重難點【教學重點】原電池的概念、原理以及構成條件【教學難點】原電池的本質五、教學設計思路及流程蓮花蠟燭的燃燒以及唱歌引出課題復習化學能與熱能的轉化，建立能量可以相互轉化概念。蓮花蠟燭的燃燒以及唱歌引出課題分析比較常見發(fā)電方式利弊，引出原電池。↓能源、電能?！姵乇举|探析外電路電子、內電路離子轉移路徑。為什么原電池能直接將化學能轉化為電能？原電池本質探析外電路電子、內電路離子轉移路徑。原電池的構成條件初步設計原電池。↓如何設計原電池？六、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖環(huán)節(jié)一復習并引入新課【課前復習】以蓮花蠟燭的燃燒，回顧上節(jié)課學習的化學能轉化為熱能和光能，了解化學反應伴隨能量變化是化學反應的基本特征之一，化學反應的能量可以轉化為熱能，也可轉化為其他能量。并且通過思考蠟燭為什么會唱歌，引出電池及其原理?！舅伎蓟貞洝炕瘜W反應的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。思考電池的原理是什么？復習上節(jié)課的知識，建立能量之間可以相互轉化的概念，并引出本節(jié)課的學習重點。環(huán)節(jié)二引出原電池電能是現(xiàn)代社會應用最廣泛的二次能源，它在我們的生活中占據(jù)著不可取代的作用?！居懻摗坑心男┓绞娇梢缘玫诫娔苣兀炕鹆Πl(fā)電的過程是怎樣的呢？結合自己的生活經(jīng)驗能不能對火力發(fā)電做一評價？同學們匯報預習結果。【引導】沒錯，通過上面的分析我們得出這樣的結論，火力發(fā)電能夠將化學能轉化為電能，但不能直接轉化，這就不可避免的引起能量轉化過程的損耗。同時，火力發(fā)電的過程也引發(fā)了一系列的環(huán)境問題。總的來說，從能量轉化和環(huán)境保護的角度來說，火力發(fā)電并不是一個長久之計。但它為我們提供了一個思路，化學能可以轉化為電能。化學能能不能直接轉化為電能呢？請同學們帶著這個問題閱讀課本40頁的知識?！居懻摗炕鹆Πl(fā)電風力發(fā)電水力發(fā)電機械能轉化為電能…【分析討論】會造成環(huán)境污染煤炭資源是有限的…【聯(lián)系、思考】火力發(fā)電弊大于利【閱讀】認真閱讀課本內容，結合老師給出的問題思考。從能量轉化率、轉化途徑及環(huán)境保護角度來看，研究化學能與電能直接轉化十分必要。環(huán)節(jié)三原電池工作原理的探究【實驗一】將銅片和鋅片分別插入稀H2SO4溶液中，觀察現(xiàn)象。【實驗二】將銅片和鋅片用導線連接，在導線中間接入一個電流表，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象?！咎釂枴磕阏J為實驗1、2中能量轉化關系是怎樣的？有沒有形成原電池？2.請寫出實驗1、2中的化學方程式,從氧化還原反應的角度分析哪種物質失去電子，哪種物質得電子？3.實驗1和實驗2中的銅片和鋅片上現(xiàn)象有何不同？試分析原因(試從Zn是通過什么途徑將電子轉移給溶液中的H+的角度分析)？

4.試分析實驗2中H+和SO42-離子在溶液中移動的方向？導線中電子電流的移動方向？[實驗現(xiàn)象][實驗結論]【引導回顧】【討論】請大家小組之間交流總結出原電池的原理。【結果匯報】【總結】濃縮的口訣：正找正，負找負；負氧正還，電子不下水，離子不上岸。【實驗】動手實驗記錄實驗現(xiàn)象解釋實驗現(xiàn)象【思考交流】【記錄】【結果匯報】【思考回顧】物理中學習過的電池的相關知識【思考交流】【結果匯報】【記錄理解】口訣的含義從問題的產(chǎn)生到解決，感受科學探究的過程。通過實驗思考討論，層層深入的問答提煉出課本中關鍵的信息。有利于對氧化還原反應的深入理解，對原電池概念的初形成。聯(lián)系生活和已學過的電學知識，形成新知識。類比學習，按照學生的認知順序層層遞進、深入理解原電池的工作原理。環(huán)節(jié)四如何設計原電池【講解】若將蓮花蠟燭的電池拿下來，你能不能根據(jù)原電池的原理設計一個原電池，重新讓蓮花唱歌？【討論】【探究活動】構成原電池應有怎樣的條件用品：銅片、鋅片、鋁片、碳棒、導線、檢流計、稀硫酸溶液、無水乙醇、西紅柿。負極材料正極材料溶液指針是否偏轉有無形成原電池12345【總結】經(jīng)過以上四個方面的討論，我們可以得出如下結論：原電池的設計是建立在一個能夠自發(fā)進行的氧化還原反應基礎上，又有兩個活潑性不同的電極來充當正負極，在導線和電解質溶液的連接中形成一個閉合的回路，就可以實現(xiàn)化學能到電能的直接轉化。【討論】根據(jù)現(xiàn)有的用品嘗試設計原電池【記錄】【實驗驗證】【分析】利用對比的方法分析沒有形成原電池的裝置原因在哪？思考原電池的構成條件？【實驗匯報】聯(lián)系生活，深化對原電池工作原理的理解。借鑒銅鋅原電池考慮設計原電池應該滿足哪些條件？學生實驗，感受將氧化還原反應設計成原電池的過程，實驗簡單易做、現(xiàn)象明顯可以有效地激發(fā)學生的學習興趣。環(huán)節(jié)五當堂檢測以學生許愿的形式，測試學生學習的效果。積極參加，思考小組交流。利用游戲的形式，充分調動學生的積極性，鞏固學生所學的知識。環(huán)節(jié)六總結學生先總結，分享本節(jié)課的收獲，教師點評。【回憶、思考】補充知識系統(tǒng)化，便于學生理解和記憶。環(huán)節(jié)七作業(yè)…………內化理論知識，加深印象板書設計第二節(jié)《化學能與電能》一、火力發(fā)電二、原電池原電池的工作原理2、原電池的構成條件學情分析學生在以前的學習中已經(jīng)學習過了氧化還原反應，能量之間轉換，電解質溶液，金屬活潑性等化學知識及物理電學的相關知識，已為本節(jié)課的學習做好了一定知識儲備；具備了一定的實驗探究能力。學生已經(jīng)掌握了氧化還原反應，知道氧化還原反應的本質是電子的轉移，能夠把氧化反應和還原反應分開討論。物理中已經(jīng)學過電子的定向移動形成電流，對氧化還原過程中電子的移動能夠產(chǎn)生電流可以產(chǎn)生認同，但又對不借助于原電池裝置的氧化還原反應沒有電流產(chǎn)生存在疑惑。3、知道電解質溶液能夠導電，溶液中的離子能夠在電場的作用下定向移動，但這一概念建立在正負相吸的基礎上，可能會對原電池內電路離子流向理解有困難。4、已經(jīng)學習了化學能與熱能的轉化，能夠以此為基礎理解化學能與電能的轉化，但對轉化裝置原電池以及實驗現(xiàn)象不能很快接受，可能會認為原電池裝置的引入改變了化學反應本身。效果分析1.從學生練習情況來看，基礎達標的五道題答對率較高，說明學生對于基礎知識、基本概念的掌握很好；2.大部分同學選擇了能力提升題，其中1、2、3題答對率在70﹪左右，4題在50%左右，說明學生對于原電池原理的應用還需要再進行相應的練習進行鞏固。3.超過一半的同學選擇了拓展提高題，但答對率較低，說明學生對原電池的變式掌握較差，但考慮這是必修模塊，選修中還要對原電池原理進行系統(tǒng)學習，目前只需了解即可。教材分析本節(jié)教學內容選自人教版普通高中課程標準實驗教科書必修《化學2》第二章《化學反應與能量》第二節(jié)《化學能與電能》中的“化學能轉化為電能”片段。本節(jié)的內容是原電池，包括原電池裝置的設計原理、設計意圖、本質及構成條件。關于化學能與電能在必修模塊和選修模塊中均有安排，在必修模塊中只要求舉例說明化學能與電能的轉化關系及其應用，認識研制新型電池的重要性。從學科知識體系角度來看，節(jié)課內容是學生學習了化學必修1《氧化還原反應》與必修2的《化學能與熱能》等內容之后而學習的，所以本節(jié)課是對氧化還原反應的本質再探究和延伸，同時也是對化學能與其他能量之間轉化的補充，是建立電化學基本概念的基礎；在化學選修1（化學與生活）中金屬腐蝕與防護，以及選修化學的學生學好化學選修4（化學反應原理）中還將進一步對電化學知識進行深入討論，所以本節(jié)課為后面知識的學習提供了理論基礎。綜上所述，在知識結構上原電池起到了承上啟下的作用。從生活和社會角度來看，電能在現(xiàn)代社會生活中起著無可取代的作用，電池也廣泛應用于社會生活的方方面面。了解電池工作的原理，掌握基本的電化學知識對生活生產(chǎn)都有非常重要的意義。|||||基礎強化|||||1．下列有關燃煤發(fā)電的一系列能量轉換的過程，正確的是()A．化學能→熱能→機械能→電能B．熱能→化學能→機械能→電能C．機械能→化學能→熱能→電能D．熱能→機械能→化學能→電能2．下列關于原電池的敘述中正確的是()A．原電池能將化學能轉變?yōu)殡娔蹷．原電池負極發(fā)生的電極反應是還原反應C．原電池在工作時其正極不斷產(chǎn)生電子并經(jīng)外電路流向負極D．原電池的電極只能由兩種不同的金屬構成A．Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4D．C＋CO2=2CO4．對于原電池的電極名稱，下列敘述有錯誤的是()A．發(fā)生氧化反應的為負極B．正極為電子流入的一極C．比較不活潑的金屬為負極D．電流的方向由正極到負極5.在銅鋅原電池中，以硫酸銅為電解質溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是________反應(填“氧化”或“還原”)，電極反應式是________，鋅片上觀察到的現(xiàn)象為________，銅為________極，電極上發(fā)生的是________反應(填“氧化”或“還原”)，電極反應式是________；銅片上觀察到的現(xiàn)象是________，原電池反應的離子方程式。|||||能力提升|||||1．在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()A．正極附近的SOeq\o\al(2－,4)離子濃度逐漸增大B．正極有O2逸出C．電子通過導線由銅片流向鋅片D．銅片上有H2逸出2.如圖所示裝置中，觀察到電流計指針偏轉，X棒變重，Y棒變輕，由此判斷下表中所列X、Y、Z物質，其中可以成立的是()3．一位老人鑲了兩顆假牙，其中一顆是黃金的，另一顆是不銹鋼的。自鑲上假牙后，他時感頭疼，心情煩燥，多次治療未見好轉。如果你是醫(yī)生，下列方法不能治療其疾病的是()A．將兩顆假牙都做成黃金的B．將兩顆假牙都做成不銹鋼的C．將兩顆假牙都做成特殊樹脂的D．將金假牙改為鋁質假牙4.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為()

A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞d＞b

C．c＞a＞b.＞dD．b＞d＞c＞a

5.現(xiàn)有如下兩個反應(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根據(jù)兩反應本質，判斷能否設計成原電池________。(2)如果不能，說明其原因_______________________________。(3)如果可以，則寫出正、負極材料，其電極反應式及反應類型(“氧化”或“還原”)，電解質溶液名稱。負極：________，_______________________________，________。正極：________，______________________________，________。電解質溶液：_________________________________________。若導線上轉移電子1mol，則正極質量增加________g。|||||拓展提高|||||微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，電極反應為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，總反應為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag。根