2024-2025學年高中化學 第二章 化學反應(yīng)與能量 第二節(jié) 化學能與電能 第2課時教案 新人教版必修2

2024-2025學年高中化學第二章化學反應(yīng)與能量第二節(jié)化學能與電能第2課時教案新人教版必修2主備人備課成員教材分析本節(jié)課為人教版高中化學必修2第二章化學反應(yīng)與能量的第二節(jié)化學能與電能，主要內(nèi)容包括原電池和電解池的原理及其應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容與第一節(jié)化學反應(yīng)與能量的關(guān)系緊密相連，進一步引導(dǎo)學生從能量的角度理解化學反應(yīng)。通過本節(jié)課的學習，學生應(yīng)掌握原電池和電解池的工作原理，了解它們在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，以及如何設(shè)計相關(guān)的化學實驗。同時，本節(jié)課也為后續(xù)學習化學電源和電化學腐蝕等知識點奠定基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識，強化科學思維與科學態(tài)度，提升模型認知與建構(gòu)能力。學生需通過自主學習與合作交流，掌握原電池和電解池的原理及其應(yīng)用，從能量的角度理解化學反應(yīng)。同時，通過實驗探究，培養(yǎng)學生的問題解決能力，使他們在實踐中學會觀察、分析、歸納和總結(jié)。此外，本節(jié)課還著重培養(yǎng)學生的社會責任感，使他們在學習化學知識的同時，關(guān)注化學與生活、生產(chǎn)的關(guān)系，認識化學在可持續(xù)發(fā)展中的作用。教學難點與重點1.教學重點

（1）原電池和電解池的原理及其應(yīng)用：理解原電池和電解池的工作原理，掌握它們的組成、反應(yīng)過程和能量轉(zhuǎn)換。

舉例：通過具體的原電池和電解池實例，如鋅銅原電池和銅鋅原電池，讓學生了解它們的工作原理和應(yīng)用。

（2）化學反應(yīng)與能量的關(guān)系：從能量的角度理解化學反應(yīng)，認識化學能與電能的轉(zhuǎn)化。

舉例：以燃燒反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)為例，引導(dǎo)學生從能量的角度分析化學反應(yīng)，探討化學能與電能的關(guān)系。

（3）化學實驗設(shè)計與操作：學習設(shè)計簡單的化學實驗，掌握實驗操作技能，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果。

舉例：設(shè)計一個原電池實驗，讓學生通過實驗觀察原電池的工作過程，了解實驗現(xiàn)象，并分析實驗結(jié)果。

2.教學難點

（1）原電池和電解池的原理及其應(yīng)用：理解原電池和電解池的工作原理，特別是電極反應(yīng)的理解和應(yīng)用。

舉例：學生可能對電極反應(yīng)的理解不夠深入，難以理解電極上發(fā)生的化學反應(yīng)及其與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系。

（2）化學反應(yīng)與能量的關(guān)系：從能量的角度理解化學反應(yīng)，認識化學能與電能的轉(zhuǎn)化。

舉例：學生可能對化學反應(yīng)中能量的變化難以理解，難以將化學能與電能聯(lián)系起來。

（3）化學實驗設(shè)計與操作：學習設(shè)計簡單的化學實驗，掌握實驗操作技能，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果。

舉例：學生可能對實驗設(shè)計的原理和方法不夠了解，導(dǎo)致實驗操作不規(guī)范，觀察實驗現(xiàn)象不準確，分析實驗結(jié)果不深入。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源準備1.教材：確保每位學生都有本節(jié)課所需的教材《高中化學必修2》以及相關(guān)的學習資料，以便于學生進行自主學習和復(fù)習。

2.輔助材料：準備與教學內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如原電池和電解池的工作原理圖、能量轉(zhuǎn)換示意圖等，以幫助學生更好地理解和掌握相關(guān)概念。

3.實驗器材：本節(jié)課涉及實驗操作，需要準備實驗器材，包括電極材料（如鋅片、銅片）、電解質(zhì)溶液（如稀硫酸）、導(dǎo)線、電壓表等。同時，要確保實驗器材的完整性和安全性，檢查電極是否損壞，導(dǎo)線是否完好，電壓表是否準確等。

4.教室布置：根據(jù)教學需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實驗操作臺等。在教室中設(shè)置實驗操作區(qū)域，配備適當?shù)膶嶒炞篮鸵巫樱_保學生有足夠的空間進行實驗操作和觀察。

5.教學工具：準備投影儀、電腦、白板等教學工具，以便于教師展示教材內(nèi)容、輔助材料和進行課堂講解。

6.課件準備：制作與教學內(nèi)容相關(guān)的課件，包括教學重點和難點的詳細講解，實例分析，實驗操作步驟等，以便于教師在課堂上進行講解和演示。

7.教學指導(dǎo)資料：準備教學指導(dǎo)資料，包括實驗步驟說明、安全注意事項等，以便于學生在實驗過程中參考和遵循。

8.作業(yè)布置：準備與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)，包括習題和實驗報告等，以便于學生鞏固所學知識和技能。教學過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：引起學生對化學能與電能轉(zhuǎn)換的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道化學能可以轉(zhuǎn)換為電能嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于原電池和電解池的圖片或視頻片段，讓學生初步感受化學能與電能轉(zhuǎn)換的魅力或特點。

簡短介紹原電池和電解池的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎(chǔ)。

2.化學能與電能基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解化學能與電能轉(zhuǎn)換的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解化學能與電能轉(zhuǎn)換的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹原電池和電解池的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.化學能與電能案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解化學能與電能轉(zhuǎn)換的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的原電池和電解池案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解化學能與電能轉(zhuǎn)換的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學生思考這些案例對實際生活或?qū)W習的影響，以及如何應(yīng)用化學能與電能轉(zhuǎn)換解決實際問題。

小組討論：讓學生分組討論化學能與電能轉(zhuǎn)換的未來發(fā)展或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與化學能與電能轉(zhuǎn)換相關(guān)的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對化學能與電能轉(zhuǎn)換的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)化學能與電能轉(zhuǎn)換的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，包括化學能與電能轉(zhuǎn)換的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)化學能與電能轉(zhuǎn)換在現(xiàn)實生活或?qū)W習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應(yīng)用化學能與電能轉(zhuǎn)換。

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關(guān)于化學能與電能轉(zhuǎn)換的短文或報告，以鞏固學習效果。學生學習效果1.知識掌握：學生能夠理解并掌握原電池和電解池的基本原理，包括它們的組成、工作過程和能量轉(zhuǎn)換。他們應(yīng)該能夠識別不同的電化學細胞，并理解它們在實際應(yīng)用中的工作原理。

2.概念理解：學生能夠明確化學能與電能之間的關(guān)系，理解化學反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)換過程。他們應(yīng)該能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用到具體的化學反應(yīng)中，分析并解釋能量的轉(zhuǎn)化。

3.實驗技能：學生能夠通過實驗操作，親自觀察并記錄原電池和電解池的工作現(xiàn)象。他們應(yīng)該能夠正確使用實驗器材，掌握實驗操作的基本技能，并能夠分析實驗結(jié)果。

4.問題解決：學生能夠運用所學知識解決實際問題，如設(shè)計簡單的原電池或電解池，分析并評估其性能。他們應(yīng)該能夠提出創(chuàng)新性的想法或建議，改進現(xiàn)有的電化學系統(tǒng)。

5.團隊合作：通過小組討論和課堂展示，學生能夠培養(yǎng)良好的團隊合作精神。他們應(yīng)該能夠有效地與他人溝通和合作，共同解決問題，并提出創(chuàng)新的解決方案。

6.科學思維：學生能夠培養(yǎng)科學思維能力，通過觀察、分析、歸納和總結(jié)實驗現(xiàn)象，理解并掌握科學原理。他們應(yīng)該能夠?qū)⑺鶎W知識與實際情況相結(jié)合，形成科學的認知和理解。

7.學習興趣：通過引入與生活密切相關(guān)的實例和實驗，學生能夠激發(fā)對化學能與電能轉(zhuǎn)換的學習興趣。他們應(yīng)該能夠認識到化學知識在現(xiàn)實生活中的重要性，并能夠主動探索和學習相關(guān)知識。典型例題講解1.例題1：原電池的工作原理

題目：解釋原電池的工作原理，并給出一個具體的例子。

解答：原電池的工作原理是基于氧化還原反應(yīng)。在原電池中，兩種不同的金屬或金屬與非金屬電極通過電解質(zhì)溶液連接，形成一個閉合回路。在負極上，發(fā)生氧化反應(yīng)，金屬原子失去電子成為陽離子；在正極上，發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子獲得電子成為金屬原子。這個過程中，電子從負極流向正極，形成電流。

舉例：鋅銅原電池是一個典型的原電池例子。在鋅銅原電池中，鋅片作為負極，銅片作為正極。鋅片放入含有硫酸的溶液中，鋅原子失去電子成為鋅離子，同時釋放出電子。電子通過外部電路流向銅片，銅離子在銅片上獲得電子成為銅原子，沉積在銅片上形成金屬沉積物。這個過程中，化學能轉(zhuǎn)化為電能。

2.例題2：電解池的原理

題目：解釋電解池的原理，并給出一個具體的例子。

解答：電解池的原理是基于外加電源強迫下的氧化還原反應(yīng)。在電解池中，將含有陰陽離子的溶液連接到電源的兩端，陽極和陰極上分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。

舉例：銅鋅原電池是一個典型的電解池例子。在銅鋅原電池中，銅片作為陰極，鋅片作為陽極。將銅片和鋅片放入含有硫酸的溶液中，然后連接到電源。在陽極上，鋅原子失去電子成為鋅離子，釋放出電子；在陰極上，銅離子獲得電子成為銅原子，沉積在銅片上形成金屬沉積物。這個過程中，外加電源提供了電子，促使氧化還原反應(yīng)發(fā)生，化學能轉(zhuǎn)化為電能。

3.例題3：電化學腐蝕

題目：解釋電化學腐蝕的原理，并給出一個具體的例子。

解答：電化學腐蝕是由于金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象。金屬作為陽極失去電子成為陽離子，而陰極上的溶液中的陽離子獲得電子成為金屬原子，沉積在金屬表面形成腐蝕產(chǎn)物。

舉例：鋼鐵的電化學腐蝕是一個常見的例子。鋼鐵中含有鐵和碳，當鋼鐵表面暴露在潮濕的空氣中時，鐵原子失去電子成為鐵離子，而碳作為陰極上的溶液中的陽離子獲得電子成為碳原子。這個過程中，鋼鐵表面形成了鐵的氧化物腐蝕產(chǎn)物，導(dǎo)致鋼鐵的腐蝕。

4.例題4：原電池和電解池的應(yīng)用

題目：解釋原電池和電解池在實際應(yīng)用中的重要性，并給出一個具體的例子。

解答：原電池和電解池在實際應(yīng)用中具有重要意義，它們廣泛應(yīng)用于生活和工業(yè)中。原電池如鋅銅原電池和鋰離子電池等，被廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦、電動汽車等設(shè)備中，為我們的生活和工作提供便利。電解池如電解槽，被廣泛應(yīng)用于金屬的電鍍、水的電解制氫等領(lǐng)域，為工業(yè)生產(chǎn)提供高效的能量轉(zhuǎn)換和處理手段。

舉例：電動汽車的電池系統(tǒng)就是一個典型的原電池應(yīng)用例子。電動汽車的電池系統(tǒng)采用鋰離子電池，通過化學能與電能的轉(zhuǎn)換，為電動汽車提供動力。鋰離子電池具有高能量密度、長壽命和環(huán)保等優(yōu)點，是電動汽車的理想動力來源。

5.例題5：化學能與電能轉(zhuǎn)換的效率

題目：解釋化學能與電能轉(zhuǎn)換的效率，并給出一個具體的例子。

解答：化學能與電能轉(zhuǎn)換的效率是指在化學反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為電能的能量與反應(yīng)中總能量的比值。這個比值反映了化學能轉(zhuǎn)化為電能的效率。

舉例：鋰離子電池的化學能與電能轉(zhuǎn)換效率較高，可達90%以上。這意味著在鋰離子電池的充放電過程中，輸入的化學能中有90%以上被轉(zhuǎn)化為電能，從而為電動汽車等設(shè)備提供高效的能量供應(yīng)。反思改進措施（1）實踐教學：通過實驗操作，使學生親身體驗化學能與電能轉(zhuǎn)換的過程，增強學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

（2）案例教學：引入生活實例，讓學生了解化學能與電能轉(zhuǎn)換在實際生活中的應(yīng)用，提高學生的學習興趣和實際應(yīng)用能力。

（3）小組討論：組織學生進行小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作精神和批判性思維，促進學生的深入思考和知識應(yīng)用。

2.存在主要問題

（1）實驗器材不足：實驗器材的缺乏會影響學生的實驗操作和觀察，進而影響學生的學習效果。

（2）教學方法單一：過分依