高中化學-化學反應為人類提供能源教學設計學情分析教材分析課后反思

演示實驗（2分鐘）教師：老師先給大家做一個趣味小實驗。這里有一個蘋果和一個西紅柿，兩個電線，銅片和鋅片，還有一個電流計。現(xiàn)在我把線路連上，把銅片和鋅片分別插入蘋果，請大家注意觀察電流計指針的變化了嗎？學生：指針發(fā)生了偏轉教師：換成西紅柿呢？學生：偏轉成度更大新課引入教師：大家能看到水果蔬菜是可以發(fā)電的，為什么呢？學完這節(jié)課大家就可以找到答案。好的，大家請看大屏幕上的這個化學方程式并回答前兩個問題。學生：該反應是放熱的氧化還原反應教師：該反應的化學能可轉化成熱能，還能轉化成其他形式的能量嗎？如電能？學生：能電極材料鋅銅電極名稱電極反應反應類型外電路電子流向由____片沿導線流向____片內電路離子流向溶液中____離子向正極移動，在____片上被還原原電池反應教師：如果能，請同學們利用給大家提供的桌上的實驗器材和藥品設計實驗來完成這種轉化，也就是設計成化學能轉化成電能的原電池，并完成大屏幕上的表格。現(xiàn)在開始。學生實驗教師：大家做的實驗電流計指針有偏轉嗎？學生：有教師：給大家闡述一下電流是怎么產(chǎn)生的？也就是原電池的工作原理學生：鋅片上鋅失去電子，鋅離子進入溶液，電子由鋅片通過外電路轉移到銅片，溶液中氫離子受到電子的引力作用移向，在銅片上得電子。離子在哪里生成就主要集中在哪里，在鋅片的周圍有大量的鋅離子，硫酸根受到它的引力作用移向鋅片。這樣在外電路靠電子從負極的鋅片定向移動到做正極的銅片，內電路靠陰陽離子的定向移動，這樣形成電流。教師：非常好。這里給大家強調一下幾個名詞：正極：電子流出的一極，發(fā)生氧化反應正極：電流流出，電子流入的一極，發(fā)生還原反應內電路：導線的部分外電路：溶液的部分Zn－2e－Zn－2e－===Zn2＋2H＋2H＋＋2e－===H2↑正極：注意：電極反應屬于半反應是離子方程式電子符號都寫在等號的左邊分組實驗教師：同學們請看大屏幕，通過做這三個分組實驗并思考總結原電池的構成條件是什么？要求：第一個實驗1至4組第二個實驗5至8組第三個實驗9至12組教師：第一個實驗能形成原電池嗎？也就是有電流產(chǎn)生嗎？總結構成條件？學生：沒有電流產(chǎn)生，沒有構成原電池。構成原電池的條件是必須有兩個活潑性不同的兩個金屬電極或一個金屬一個導電的非金屬。教師：第二個實驗呢？學生：無電流，不能構成原電池，必須有電解質溶液。教師：第三個實驗？學生：無電流，必須構成閉合回路。教師：其實還有最重要的一個條件學生：放熱、自發(fā)的氧化還原反應練一練教師：請同學們完成1、6兩道題下列各裝置中，不能構成原電池的是（）6、在理論上不能構成原電池的是（）AHCl+NaOH===NaCl+H2OB2CH3OH+3O2===2CO+4H2OC4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3D2H2+O2===2H2O教師：同學們請思考：對于第一題中的B選項，原電池反應是什么？怎么判斷？學生：銅和硝酸銀反應置換出銀教師：給大家總結方法，就是看有沒有一個或兩個電極都可以與電解質溶液的成分發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，如果有一個則為那一個，有兩個則為活潑的電極發(fā)生的反應。教師：同學們再來判斷一下這個原電池的正負極？并總結原電池正負極判斷的一般方法。學生：銅是負極，銀是正極負極一般：1、電子流出的一極2、電流流入的3、發(fā)生氧化反應4、溶解或變細5、較活潑的6、失電子正極：1、電子流入2、電流流出3、發(fā)生還原反應4、變粗或增重5、較惰性或非金屬導體6、得電子練一練教師：預習講義的4、5題原電池的應用Cu＋2Ag＋===2Ag＋CuCu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋學生：合作探究（5分鐘）學生：負極材料：Cu正極材料：Ag或石墨電解質溶液：硝酸銀溶液教師：請同學們總結對于這種給出一個氧化還原反應如何設計原電池裝置？學生：1、分析已知反應的氧化劑和還原劑負極材料：還原劑正極材料：比負極惰性的金屬或非金屬導體電解質溶液：氧化劑Fe＋2Fe3＋Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋教師：將這個反應設計成原電池學生：負極：Fe正極：Cu或Ag或石墨電解質溶液：硫酸鐵或氯化鐵溶液作業(yè)評測練習1、知識儲備：學生已經(jīng)學習了化學鍵與化學反應的能量變化，并且對化學能與熱能、電能之間的轉化實例以及常見的電池有一定的認識。同時也為學生在選修模塊總繼續(xù)探討這一問題奠定基礎。2、學生特點：高一學生正處于求知欲強、興趣廣泛但不穩(wěn)定、思維活躍但不深刻、分析問題和解決問題的能力有待提高的階段，因此，教學中要充分利用實驗、媒體技術等手段激發(fā)學生的學習興趣，使抽象的能容形象化，增加內容的可理解性。本節(jié)課我是根據(jù)高一年級學生的心理特征及認知規(guī)律，采用直觀教學和實驗探究的教學方法，“教師為主導，學生為主體”，教師的“導”立足于學生的“學”，以學法為重心，放手讓學生自主探索的學習，主動參與到知識形成的整個過程，力求使學生在積極，愉快的課堂中提高自己的水平，從而達到預期的教學效果。教材分析《化學反應為人類提供能源》是高中化學必修二第二章《化學鍵化學反應與能量》的第三節(jié)第2課時。學生在本章第1節(jié)的學習中知道，化學反應可以把儲存在物質內部的能量以熱能、電能、光能等形式釋放出來，但他們不知道怎樣才能實現(xiàn)這種轉化。本節(jié)以“化學反應為人類提供能源”為主題，在使學生認識化學在能源開發(fā)和利用方面的作用的同時，解決上述問題，特別是“化學能是如何轉化成電能的”這一問題。但是我們處在“舊教材新課標”新教材還沒編制出來尷尬境地，但從課改信息以及新教輔資料來看，重點還是化學反應的利用---化學能轉化為電能?！?.3化學反應為人類提供能源同步練習一1．下列圖示的裝置不能構成原電池的是()2．關于原電池的下列說法正確的是()A．在正極上發(fā)生氧化反應B．化學性質較活潑的金屬為負極C．在外電路電子流出的是正極D．原電池是由電能轉化為化學能的裝置3．在盛裝稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的鋅片和銅片。下列敘述不正確的是()A．負極附近SOeq\o\al(2－,4)的濃度逐漸增大B．電子由銅片通過導線流向鋅片C．反應一段時間后，溶液中c(H＋)減小D．銅片上有H2逸出4．如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉，同時A極質量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質溶液。下列說法中錯誤的是()A．B極為原電池的正極B．A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C．C中陽離子向A極移動D．A極發(fā)生氧化反應5．某實驗興趣小組以Zn和Cu為電極，稀硫酸為電解質溶液研究原電池，并對實驗進行了拓展，以下實驗記錄錯誤的是()A．銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片逐漸溶解B．電子在溶液中從Cu電極流向Zn電極C．把鋅片換成石墨，電流表指針沒有明顯偏轉D．把稀硫酸換成硫酸銅溶液，電流表指針依然偏轉6．將等質量的兩份鋅粉a和b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加少量CuSO4溶液，下圖中產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，其中正確的是()7．酸性條件下氫氧燃料電池的構造如圖所示，下列關于該電池的說法不正確的是()A．a(chǎn)極是負極B．正極H2被氧化C．電流由b極通過燈泡流向a極D．氫氧燃料電池是環(huán)保型電池8．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()①兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生②甲中銅片是正極，乙中銅片是負極③兩燒杯中溶液的c(H＋)均減?、墚a(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢⑤甲中SOeq\o\al(2－,4)向Zn片移動，H＋向Cu片移動⑥乙中電流從Cu片流向Zn片⑦甲乙兩燒杯中Cu片的質量均不變A．①②③ B．③⑤⑦C．④⑤⑥ D．②③④⑤⑦9．如圖所示，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”)，電極反應式為________________________。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________________________，原電池總反應的離子方程式為___________。10．利用原電池原理可以探究金屬的活動性。(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個檢流計。鋅片作________(填“正”或“負”)極，鋅片上發(fā)生的電極反應式是________________________；銀片上發(fā)生的電極反應式是_____________________________________________________。(2)若該電池中兩電極的總質量為60g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質量為47g。此時產(chǎn)生標準狀況下氫氣的體積為________L，通過導線的電子的物質的量為________mol。(3)為了證明鐵的金屬活動性比銅強，某同學設計了如下一些方案。其中能證明鐵的金屬活動性比銅強的方案是________(填序號)。方案現(xiàn)象或產(chǎn)物①將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質析出②將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒生成物分別為FeCl3和CuCl2③將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中鐵片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生④將鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并用導線連接鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生11．某化學興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設計并進行了以下一系列實驗，實驗結果記錄如下。編號電極材料電解質溶液檢流計指針偏轉方向1Al、Mg稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Al、Mg氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試根據(jù)上表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)實驗1、2中Al所作的電極(正極或負極)是否相同(填“是”或“否”)？________。(2)對實驗3完成下列填空：①鋁為________極，電極反應式：__________________________________________。②石墨為________極，電極反應式：________________________________________。③電池總反應式：________________________________________________________。(3)實驗4中鋁作負極還是正極________，理由是_____________________________。寫出鋁電極的電極反應式：______________________________________________________。(4)解釋實驗5中檢流計指針偏向鋁的原因：__________________________________。(5)根據(jù)實驗結果總結出影響鋁在原電池中作正極或負極的因素：________________________________________________________________________。§2.3化學反應為人類提供能源同步練習一參考答案1---5CBBCB6---8ABB9、負氧化Zn－2e－=Zn2＋鋅片溶解正還原Cu2＋＋2e－=Cu銅極變粗Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu10、(1)負Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)4.480.4(3)①③④11、(1)否(2)①負2Al－6e－=2Al3＋②正6H＋＋6e－=3H2↑③2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(3)負極在NaOH溶液中，活動性Al＞MgAl－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]－(4)Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中發(fā)生反應，被氧化，即在濃硝酸中活動性Zn＞Al，Al是原電池的正極(5)①另一個電極材料的活動性；②電解質溶液本節(jié)課是探究式學習的課堂教學，在教學中貫穿了學生自主建構知識這一主線，抓住了探究式學習的本質和核心，充分調動了學生學習的主動性。本節(jié)課的好處在于：1、激發(fā)學生探究的欲望，引發(fā)思維認知沖突2、讓學生體驗科學探究的一般過程，領悟科學研究方法但幾個問題值得我們思考：1.探究不等于學生自己發(fā)現(xiàn)完整的規(guī)律對于學生探究學習的課堂教學設計，不能脫離“學習”而盲目追求探究的形式，探究式學習的目的是掌握探究的步驟，領悟探究的方法，自主地建構知識，因此教師必須給予必要的指導，對在課堂中進行的探究式學習，必須進行精心設計，讓學生在探究式學習中建構自己的知識體系。2.如何處理學生的預習與探究的關系為了避免學生因為預習而記住結論，不按探究教學的規(guī)律進行教學過程，本節(jié)課并沒有安排學生去預習，而預習新課是學生學習的必要環(huán)節(jié)。如何在學生預習的基礎上進行探究式教學，取得探究式教學的良好的效果，是后繼教學中又一值得研究的課題。教學目標根據(jù)教學大綱的要求和教材的特點以及新課改信息，結合學生實際，特制定本課的教學目標如下①知識與技能：1.使學生了解原電池的概