化學能與電能-高一化學教案-新人教版必修2

化學能與電能

第1課時

【教學目標】

1、通過實驗探究原電池中發(fā)生的反應，認識化學能轉(zhuǎn)化為電能的基本原理。

2、學會分析、推理、歸納和總結(jié)的邏輯思維方法，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題

的能力。

3、通過實驗和小組合作學習，體驗科學探究過程。

4、了解各類電池在生產(chǎn)、生活實際中的應用，認識化學的價值。增強環(huán)保意識。

【教學重點、難點】

初步了解原電池的概念、原理、組成及應用。

通過實驗探究從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及原電池的構成條件。

【教學方法】

實驗探究法一一通過實驗，分析、討論、思考、交流、歸納、小結(jié)。

【教學準備】

1.鐵絲、銅絲、鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸、CuSO,溶液、ZnSOi溶液，乙醇、西紅柿（或

其他水果），靈敏電流計、燒杯、導線2.多媒體課件

【教學過程】

［課前復習］

1.練習

（1）能源可分為一級能源和二級能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱一級能源，需依靠

其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是（D）

A.天然氣是二級能源

B.石油是二級能源

C.電能是一級能源

D.水力是一級能源

（2）下列說法不正確的是（A）。

A.化石燃料在任何條件下都能充分燃燒

B.化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO?等有害氣體

C.直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒的效果好

D.固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率更低

2、化學反應與能量

化學鍵的變化

（斷裂和形成）

I

反應體系的能量變化

（化學能轉(zhuǎn)化）

通常表現(xiàn)設計轉(zhuǎn)化（氧化還原）

IJ

然能電能

—1

吸

放I

火電化學?電池

熱

熱

.一

反

昌

山I傳統(tǒng)?電池

I”

轉(zhuǎn)化

干工池充1池

（火電站）忘籍要嚴（鉛蓄電池）

［引入］下面我們在前人研究的基礎上來探究化學能與電能之間是如何轉(zhuǎn)化的？

火電站工作原理示意圖

［分析］

［思考與交流］化學能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)化為電能。要使氧化還原反應釋放的能量

不通過熱能而直接轉(zhuǎn)化為電能，把可產(chǎn)生的電能以化學能的形式儲存起來，就要設計一種裝

置。將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，高效利用燃料、不浪費能源、開發(fā)出高能清潔燃料？

［實驗探究］［實驗2-4］

鋅銅原電池原理

實驗1:把一塊鋅片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯里。

實驗2：用導線將鋅片和銅片連起來。

實驗3：在導線中接入一個靈敏電流計。

將實驗中觀察到的現(xiàn)象和自己的結(jié)論記錄下來。

［學生交流、討論］

1、實驗1和實驗2中的現(xiàn)象有何不同？是什么原因造成的？

2、鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中，銅片表面有氣泡產(chǎn)生，你認為這種氣體可能

是什么？鋅片和銅片上可能分別發(fā)生什么反應？如何證明？

3、靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明有電流通過，你如何解釋這一現(xiàn)象？該裝置的正負

極分別是什么？請你再設計一個實驗證明之。

靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)一有電流產(chǎn)生~產(chǎn)生電能一化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置~原電池。

（1）什么叫做原電池？外電路電干定向移動

分析原電池的微觀原理

稀H2s04內(nèi)電路離戶定向移動

（2）給出判斷原電池正負極的方法

啟發(fā)歸納在原電池中，從不同角度判定電極名稱

1.指針偏向哪一極，該極為正極，另外一極為負極。

2.從電極材料，金屬活潑性判斷，相對活潑金屬為負極，相對不活潑金屬為正極。

（3）電極反應式的書寫

負極（鋅片）Zn+2e-=Zn"（氧化反應）

正極（銅片）2H++2e-=H2t（還原反應）

2

電池總反應式：Zn+2H=Zn*+H21

［歸納總結(jié)］

（4）原電池的構成條件：

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）構成電極。

2、電解質(zhì)溶液。

3、構成閉合回路。

4、能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應。

［反思與評價］

在剛才的分組實驗中，同伴或其他組的同學的哪些做法對你有啟發(fā)？你又提出了哪些好

的思路？根據(jù)提供的儀器、藥品，你現(xiàn)在還能設計出其它的原電池裝置嗎？

［實踐活動］

［分組實驗探究］

原電池構成部分對比一實驗現(xiàn)象解釋或?qū)懟瘜W方程式

Zn

稀硫酸

石墨

Cu

稀硫酸

石墨

電流計

原電池構成部分對比二實驗現(xiàn)象解釋或?qū)懟瘜W方程式

Zn

稀硫酸

Fe

Zn

乙醇

Fe

電流計

原電池構成部分對比三實驗現(xiàn)象解釋或?qū)懟瘜W方程式

Zn

稀硫酸

Zn

Zn

稀硫酸

Fe

電流計

原電池構成部分對比四實驗現(xiàn)象解釋或?qū)懟瘜W方程式

插在一個|Zn

西紅柿中|Cu

插在兩個|zn

西紅柿中|Cu

電流計

［課堂小結(jié)］依據(jù)板書

［課堂練習］Fe-石墨與稀硫酸進行實驗。

Fe是極，發(fā)生反應，電極反應是

石墨是極，發(fā)生反應，電極反應是開

v-------------J

［板書］第二節(jié)化學能與電能稀硫酸

nr

一、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化

（一）火力發(fā)電工作原理

（二）原電池

1.概念：將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池

2.原電池的電極名稱

負極：電子流出（電流流入）的一極（較活潑金屬），發(fā)生氧化反應。

正極：電子流入（電流流出）的一極（較不活潑金屬），發(fā)生還原反應。

3.電極反應式與電池總反應式

負極（鋅片）Zn+2e=Zn"（氧化反應）

正極（銅片）2H'+2e=H"（還原反應）

2

電池總反應式：Zn+2H'=Zn++H2t

4.組成原電池的條件（兩極一液一連線）

①電極：有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導體）材料作電極。

②溶液：兩電極均同時插入電解質(zhì)溶液中。

③導線：兩電極用導線相連，形成閉合電路。

原電池化學反應本質(zhì)：能自發(fā)進行氧化還原反應。

［課堂訓練］

1、相同條件下，純鋅粒和粗鋅粒與同濃度的稀硫酸反應的速率一樣嗎？為什么？假如要

求你設計實驗來證明你的觀點，你的實驗方案是怎樣的？證據(jù)和結(jié)論又是什么？

2、根據(jù)Zn+Cu2=Zn2，+Cu的反應原理設計一個原電池，當Zn為負極時，正極可以選用的

金屬材料是：（B）

A鎂B石墨C鋁D鉛

3、X、Y、Z都是金屬，把X投入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出，X與Y組成原

電池時，Y為電池的負極，X、Y、Z三種金屬的活潑性順序為：（C）

AX>Y>ZBX>Z>YCY>X>ZDY>Z>X

4、電工操作規(guī)程中規(guī)定不能把銅導線與鋁導線連接在一起，其中的化學原理

是?

5、市場上出售的“熱敷袋”中含有鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等，熱敷袋啟用

前，用塑料袋和空氣隔絕，啟用時打開塑料袋，輕輕揉搓就會放出熱量。試回答下列問題：

（1）熱敷袋產(chǎn)生熱量的來源是____________________________________________________

（2）炭粉的主要作用是__________________________________________________________

（3）加入NaCl的作用是_________________________________________________________

6、生活中，有些金屬制品在使用一段時間后會失去表面的光澤，嚴重的會變得銹跡斑斑

影響使用，尤其是鋼鐵制品在潮濕的空氣里很容易生銹，你知道這是什么原因嗎？試結(jié)合生

活實際討論防止鋼鐵生銹的方法。

【課堂反思】

本堂課是一節(jié)以學生為主體的實驗探究式新課。在教學中，讓實驗成為學生實踐體驗的

一部分，通過自主實驗，啟發(fā)引導，小組合作，討論分析等方法，讓實驗成為幫助學生開展

探究活動的積極手段，并在其過程中培養(yǎng)他們基本技能，激發(fā)他們的探究熱情，激活學生的

學習內(nèi)驅(qū)力。從整節(jié)課的教學過程來看，它重在探究、重實踐。在實驗探究中，不僅激發(fā)學

生學習興趣獲得知識，更能啟迪學生思維、培養(yǎng)科學精神和創(chuàng)新能力，為學生的進一步發(fā)展

創(chuàng)造一個新的局面。在實踐中學會交流，學會合作，并意識到合作是學習的有效途徑，培養(yǎng)

集體意識，很好實現(xiàn)化學教學的情感目標。從整體教學效果來看，通過學生的大膽猜想和有

目的的實驗探索，學生對知識點的掌握是相當不錯的，原電池的原理及形成條件，學生都能

輕松、愉快地掌握并應用，為后面的新內(nèi)容的學習打下堅實的基礎。同時，通過實踐——認

識——再實踐的親身體驗的學習過程，加深了對知識的理解。更重要的是，也讓學生充分展

示自己的機會，使課堂圍繞學生為中心的教學活動，真正體現(xiàn)學生的主體地位,大大激發(fā)學習

積極性。

化學能與電能

第2課時

【教學目標】

1、通過實驗探究初步認識一些常見的化學電源，進一步學習電極反應式的書寫。

2、能從能量轉(zhuǎn)化、裝置、電極反應等方面區(qū)別充電和放電反應，進一步體驗科學探究的

過程，掌握基本的研究方法，提高分析問題、解決問題的能力。

3、初步了解化學電源在生產(chǎn)和生活中的應用，感受化學在促進社會發(fā)展、提高人們生活

質(zhì)量中的重要作用。

【教學重點、難點】

能量轉(zhuǎn)化、裝置、電極反應等方面區(qū)別充電和放電反應。

【教學方法】實物展示和探究相結(jié)合

【教學過程】

［引入］1號和5號干電池大家熟悉嗎？它的內(nèi)部構造大家清楚嗎？它的放電原理是什么？

［觀察］1號和5號干電池的外型，說出在日常生活中的用途。

［了解干電池的內(nèi)部結(jié)構］

干電池的構造：石墨棒、MnOZ糊、NHE1糊、鋅筒。

［板書］二、發(fā)展中的化學電源

1、干電池

最早使用的，大家熟悉的干電池一一鋅錦電池。它是一種一次性電池,

放電后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的）。

電池反應：正極：Mn02+HQ+2e-MnO（OH）+OH

負極：Zn—2efZn"

Zn+2NH(C1-2e-Zn(NHOaCL+H'

總反應：Zn+Mn02+2NH.C1-MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2

缺點：鋅皮被腐蝕而穿導致電解液外溢。生活中的1號或5號電池。

改進：外殼套上金屬筒或塑料筒的方法改成了防漏電池；將糊狀NHC1換成濕的KOH,并在構

造上作了改進，制成了堿性鋅錦電池，延長了電池的使用壽命。廣泛用于卡式錄音機、閃光

燈、電動玩具、袖珍電視機等。

［思考與交流］在購買、保存和使用干電池方面你有何經(jīng)驗和建議？

［問題］汽車用的電瓶是一種什么樣的化學電源？

［板書］

2、充電電池

［展示］鉛蓄電池（簡稱蓄電池）

充電電池又稱為二次電池，它在放電時進行的氧化還原反應，在

充電時可以逆向進行（一般通過充電器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電進行充

電），使電池恢復到放電前的狀態(tài)。這樣可以實現(xiàn)：化學能轉(zhuǎn)換為電能

（放電）、再由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能（充電）的循環(huán)。

缺點：由于電池制造工藝等方面存在不足，實際上沖放電電池的沖放

電次數(shù)仍有限制，且使用是否得當，對電池的工作狀態(tài)及壽命影響很

大。最早使用的充電電池是鉛蓄電池。目前，汽車上使用的電瓶大多

仍是鉛蓄電池。

電池反應（放電）：正極：PbO2+4H*+SOF+2e-PbSOi+2H2

負極：Pb+SO產(chǎn)-2efPbSO,

+2

總反應：Pb02+4H+SO,'+Pb===2PbSO?+2H20

［思考與回答］鉛蓄電池充電時，其反應原理正好放電時相反，原來的負極（陽極）反應為_

原來的正極（陰極）反應為。你能它們的電極反應？

改進：新型的封閉式體積小的充電電池——鑲鎘電池。可以反復充電500次以上，廣泛用于

收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等。

電池反應（放電）:正極：2Ni0（011）+2H2O+2e-2Ni（0H）2+2011

負極：Cd+OH-2e-Cd（OH）2

總反應：Cd+2Ni0011+2H2。=====Cd（0H）2+2Ni（OH）2

缺點：鎘是致癌物質(zhì)，廢棄的鑲鎘電池如不回收，會嚴重污染環(huán)境，這制約了鑲鎘電池的發(fā)

展。鏡氫電池的面世初步解決了這個問題。

目前，手機常見電池類別有:Ni-MH（銀氫電池）、Li-ion（鋰電池）、LiB（液體鋰離子電池）、

LiP（聚合物鋰離子電池）

3、燃料電池

燃料燃燒是一種劇烈的氧化還原反應，通+出O

過燃燒釋放的熱能再轉(zhuǎn)化為電能（如火力

發(fā)電），其能量轉(zhuǎn)化率不高。燃料電池就是

利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑八U

（如02）反應所放出的化學能直接轉(zhuǎn)化為

電能的一種高效、對環(huán)境友好的裝置。燃

料電池的能量轉(zhuǎn)化率理論上可以高達

85婷90%（現(xiàn)在實際利用率已達到

40婷60%）。

燃料電池：燃料：氫氣、甲烷（天然氣）、

甲醇、乙醇、汽油等。

氧化劑：氧氣、空氣等。

優(yōu)點：燃料可以從外部源源不斷的輸入，熱曲/匕制

減少廢電池的污染，電池反應產(chǎn)物對環(huán)境沒有污染。

以氫氧燃料電池為例：

正極：02+2HQ+4ef40H

負極：2H2+40H—4ef4H2O

總反應：2H2+0z==2H2O

［科學視野］

我國首輛燃料電池混合動力轎車“超越一號”，2003年8月7日在同濟大學校園奔馳，

接受國家科技部的驗收。

“超越一號”的最高時速每小時110公里，可連續(xù)行駛210公里。在燃料電池汽車領

或，“超越一號”大大縮短了我國與世界先進水平的差距。

楚天一號燃料電池電動汽車：由東風汽車公司和武漢理工大學合作聯(lián)合研發(fā)的東風燃料電

池電動汽車“楚天一號”通過專家組驗收。這是繼上海研制的“超越號”之后，我國研發(fā)成

功的第二臺燃料電池轎車型樣車。最高時速為103公里。

美國AB1公司預測，2011年，全球燃料電動汽車的產(chǎn)量將達240萬輛，約占全球汽車總

產(chǎn)量3.4%。2010年將是燃料電池電動汽車的決戰(zhàn)年，而真正成氣候，可能是在2020年，這

種預測，國內(nèi)外汽車界人士多是應同的。

筆記本電腦用小型燃料電池

日本東芝公司03.3.5日宣布成功地開發(fā)出了支持筆記本電腦的小型燃料電池。東芝公司

稱，這在世界上首次將燃料電池直接與電腦連接。新型燃料電池采用甲醇作為燃料，與采用

鋰電池的東芝公司自己生產(chǎn)的筆記本電腦相比，50CC的甲醇可以連續(xù)使用5小時，超過鋰電

池兩倍以上。燃料電池的另一個好處時只需填充燃料，而不必像鋰電池那樣再次充電。

太陽能利用

太陽能的優(yōu)點：

(1)壽命無限；

(2)供能巨大(幾萬倍)；

(3)潔凈無公害；

(4)隨處可??；

太陽能利用種類

光解水制氫；太陽能電池；太陽能集熱器；光合作用模擬；高張力化合物畜積太陽能，太

陽能汽車等。太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率：單晶硅型20%,多晶硅型17%

歐洲聯(lián)盟國家計劃在2010年太陽能光電轉(zhuǎn)換的電力占所有總電力的1.5%,美國啟動

了“百萬屋頂”計劃。

［總結(jié)、板書計劃］

二、發(fā)展中的化學電源

1、干電池(鋅鋅電池)

電池反應：正極：Mn02+H20+2葭-MnO(OH)+OIT

負極：Zn—2e-fZn2+

+

Zn+2NH4C1-2e--Zn(NH3)2Cl2+H

總反應：Zn+Mn02+2NH4C1->Mn0(0H)+Zn(NH3)2C12

2、充電電池(鉛蓄電池)

電池反應(放電)：正極：Pb02+4H++SO產(chǎn)+2e--*PbSO4+2H2。

負極：Pb+SO產(chǎn)-2e-PbS04

2

總反應：PbOz+4H+S04'+Pb=2PbS0?+2H2。

鎰鎘電池

電池反應(放電)：正極：2Ni0(0H)+2H2。+2e-2Ni(0H)2+20H-

負極：Cd+OH--2e-fCd(OH)2

總反應:Cd+2NiOOH+2HaO====Cd(OH)2+2Ni(0H)2

3、燃料電池

燃料：氫氣、甲烷(天然氣)、甲醇、乙醇、汽油等。

氧化劑：氧氣、空氣等。

優(yōu)點：燃料可以從外部源源不斷的輸入，減少廢電池的污染，電池反應產(chǎn)物對環(huán)境沒有污染。

以氫氧燃料電池為例：

正極：O2+2HzO+4ef40H

負極：2壓+401r-4e--4H2。

總反應：2Hz+O2==2HzO

太陽能利用

［課堂練習］

1.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其

首要原因是

A.利用電池外殼的金屬材料

B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染

C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極

2.廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的

危害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是

A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣B.碳棒取下洗凈用作電極

C.把銅帽取下洗凈回收利用

D.電池內(nèi)部填有氯化鏤等化學物質(zhì)，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用

3、下列變化中屬于原電池的是

A.在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層

B.白鐵(鍍鋅)表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化

C.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層

D.鐵與稀硫酸反應時,加入少量硫酸銅溶液時,可使反應加速

4、實驗室中欲制氫氣,最好的方法是

A.純鋅與稀硫酸反應B.純鋅與濃硫酸反應

C.純鋅與稀鹽酸反應D.粗鋅(含鉛、銅雜質(zhì))與稀硫酸反應

5、鐵制品上的鉀釘應該選用下列哪些材料制成

A.鋁鉀釘B.銅鉀釘C.鋅鉀釘D.錫鉀釘

6、由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化

A.不變B.先變小后變大C.逐漸變大D.逐漸變小

7、對銅-鋅-稀硫酸構成的原電池中，當導線中有Imol電子通過時,理論上的兩極變化是

①鋅片溶解了32.5g②鋅片增重了32.5g③銅片上析出lg比④銅片上析出lmolH2

A.①③B.①④C.②③D.②④

10、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛使用，鋅-鎰堿性電池以氫

氧化鉀溶液為電解液，電池總反應為：Zn(s)+2Mn02(s)+H20(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)

下列說法錯誤的是

A.電池工作時，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應式為：2MnO2(s)+HzO(D+2e-=Mnz()3(s)+20H-(aq)

C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極

D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

11、微型鋰電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起博器所用的電源，這種電池中的電

解質(zhì)是固體電解質(zhì)Lil,其中的導電離子是I.下列有關說法正確的是

A.正極反應：2Li-2e=2L1B.負極反應：L+2e=21

C.總反應是：2Li+Iz=2LiID.金屬鋰作正極

13、鋅鎰干電池在放電時，電池總反應方程式可以表示為：

2+

Zn+2MnO2+2NHJ=Zn+Mn203+2NH3+H20

在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反應的物質(zhì)是

2+

A.ZnB.碳棒C.MnO2和NH「D.Zn和NH/

14、氫氧燃料電池用于航天飛船，電極反應產(chǎn)生的水，經(jīng)過冷凝后可用作航天員的飲用

-

水，其電極反應如下：負極：2H2+40H-4e=4HQ正極：02+2H20+4e=40H,當

得到1.8L飲用水時，電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為

A.1.8molB.3.6molC.lOOmolD.200mol

17、請設計一個原電池,其總反應為:Zn+2FeCl3=ZnCL+2FeCl2.

18.有A、B兩種金屬分別與鹽酸反應，產(chǎn)生氫氣的速率相近。怎樣設計一個實驗證明A、

B兩種金屬的活動性？(畫出實驗裝置圖)

【教學反思】

化學能與電能

【學習目標】：

1、知識與技能目標：

(1).獲得化學能與電能轉(zhuǎn)化的化學實驗的基礎知識和基本技能，能設計并完成化學能與電能

轉(zhuǎn)化的化學實驗。

(2).形成原電池的概念，探究構成原電池的條件。

2、過程與方法目標：

(1).經(jīng)歷對化學能與電能轉(zhuǎn)化的化學實驗探究的過程，進一步理解探究的意義，學習科學探

究的基本方法，提高科學探究的能力。

(2),能對自己的探究原電池概念及形成條件的學習過程進行計劃、反思、評價、和調(diào)控，提

高自主學習化學的能力。

3、情感態(tài)度價值觀：

(1).發(fā)展學習化學的興趣，樂于探究化學能轉(zhuǎn)化成電能的奧秘。

(2).關注能源問題，逐步形成正確的能源觀。

【學習重難點I

重點：初步認識原電池概念、原理、構成及應用；認識化學能轉(zhuǎn)化為電能對現(xiàn)代化的重大意

義。

難點：通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以

及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。

【學習過程】

【資料卡片】：熱電廠生產(chǎn)的過程

利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱為火力發(fā)電。燃料在

鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽沖動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。中國煤炭的44%用

來發(fā)電。中國煤炭特點是高硫、高灰分且難洗選煤的比重較大，從1980年到1996年，煙塵

排放量基本持平，SO,排放量呈上升的趨勢，氮氧化物排放總量得到一定的控制?；痣姀S沖灰

水、灰渣排放量現(xiàn)已徹底解決。

【合作探究】火電站中，從開始到結(jié)束能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？火力發(fā)電利與弊？能否將化學能直

接轉(zhuǎn)化為電能？

一、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置

【學生活動】閱讀課本P,。內(nèi)容，思考問題：氧化劑和還原劑之間電子是怎樣轉(zhuǎn)移的？能量又

是怎樣轉(zhuǎn)化的？

【實驗探究】1、探究Cu-Zn原電池原理實驗：

【問題與討論】（1）

實驗現(xiàn)象

①Cu、Zn分別插入稀硫酸中

②Cu、Zn同時插入稀硫酸中，但不接觸

③將Cu、Zn用導線連接起來

④在Cu、Zn導線之間接電流表

⑤將Cu、Zn導線互換再接電流表

（2）在上述實驗中，完成化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的實驗有哪幾種？

（3）在實驗④和實驗⑤中，用化學反應方程式表示出氧化反應、還原反應。

Zn片：反應________________________________

Cu片：反應________________________________

總的離子反應：_________________________________

【思考交流】

1、原電池概念：

將轉(zhuǎn)化為的裝置。

2、原電池原理：

較活潑的金屬,發(fā)生___________反應，從較活潑的金屬通過外電路流

向。

3、原電池化學反應本質(zhì)：_________________________________________________________

4、電極名稱：

負極：1負極發(fā)生反應

正極：,正極發(fā)生____________反應

【實驗探究】原電池構成條件

實驗序號電極材料溶液現(xiàn)象

1Zn-Zn

稀

2Cu-C

硫

3Zn-C

酸

4Fe-Zn

5Cu-Zn乙醇

61個西紅柿

Cu-Zn

72個西紅柿

【思考交流】5、原電池的構成條件:

①_______________________________________________________

_______________________________________________________

_______________________________________________________

④_______________________________________________________

二、發(fā)展中的化學電源

【學生活動】閱讀P42?44發(fā)展中的化學電源部分，填寫下表中的空白問題:

電池名稱干電池蓄電池燃料電池

負極

正極

優(yōu)點

缺點

改進方法

【資料卡片】將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿膸追N基本形式:

(1)化學能f熱能f機械能f電能，包括從大型火力發(fā)電站到小油機等各種“火力”發(fā)電裝

置。

(2)化學能一熱能一電能，包括從熱電堆到熱離子發(fā)電裝置等各種“熱電轉(zhuǎn)換設備”。

(3)化學能一電能，即所謂“化學電源”，它是一種把化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪褐绷麟娔艿难b

置，簡稱電池。

【課堂練習】：我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水電池為能源的新型海水標志燈已研制成功.這種燈以

取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流.只要把燈放入海水

中，數(shù)分鐘后就會發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20?50倍.試推測這種新型電池的負

極是，在正極發(fā)生反應的物質(zhì)是。

【作業(yè)】見作業(yè)本

課題

化學能與電能

知識1、理解原電池原理和形成條件。

與2、通過學生設計完成原電池形成條件的實驗,學習實驗研究的方法。

維技能

目過程通過學生經(jīng)歷假設與猜想、設計方案、進行實驗、總結(jié)解釋實驗現(xiàn)象、

標與得出結(jié)論、應用結(jié)論解決問題的過程，逐步探究出原電池的原理和構成條

方法件，并學習科學探究的方法，提高學生的科學探究能力。

通過小組活動提高學生與他人交流、合作的能力。

情感通過本課的學習，發(fā)展學生學習化學的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧

態(tài)度秘，通過化學史的介紹，使學生理解科學探究的艱辛。

與價培養(yǎng)學生勤于思考、探索求實的科學態(tài)度。

值觀

教學重點原電池的原理和形成的條件

教學難點原電池的原理

教學方法實驗探究式、討論式

教學媒體邊講邊實驗、多媒體輔助教學

教學內(nèi)容修改建議

【實驗探究引入課題】

現(xiàn)

實驗步驟

象

1、鋅片插入稀硫酸

2、銅片插入稀硫酸

3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀

硫酸

【問題探究】

1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？

2、鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)象又怎樣？

為什么？

3、鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中c（H+）如何變化？

4、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書寫？

5、電子流動的方向如何？

【引入】

電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛，使用最方便、污染最小的

一種二次能源，又稱電力。例如，日常生活中使用的手提電腦、

手機、相機、攝像機……這一切都依賴于電池的應用。那么，一次能源和

二次能源的

電池是怎樣把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪?？這就讓我們用化學知識定義

揭開電池這個謎。常見的一次

能源（流水，

【板書】第二節(jié)化學能與電能風力，原煤，

石油，天然

【板書】一、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化氣）

常見二次能

【板書】1、燃煤發(fā)電的過程源（電力，蒸

汽）

【板書】2、燃燒的本質(zhì)——氧化還原反應

（分析]氧化還原反應的本質(zhì)是氧化劑與還原劑之間發(fā)生

電子轉(zhuǎn)移的過程，電子轉(zhuǎn)移引起化學鍵的重新組合，伴隨著體

系能量的變化。要使氧化還原反應釋放的能量不通過熱能而直

接轉(zhuǎn)化為電能，就要設計一種裝置，使氧化反應和還原反應分

別在兩個不同的區(qū)域進行。如果要把可產(chǎn)生的電能以化學能的

形式儲存起來，這就是我們這節(jié)課要研究的重要知識點——原

電池，這種裝置可以將氧化還原反應的能量儲存起來，類似于

水庫的蓄能。

【板書】3、原電池

【引入】實驗：水果電池，引出原電池概念（注意講清

實驗過程）

【過渡】現(xiàn)在通過實驗來探索怎樣才能構成原電池。其結(jié)

構是怎樣的？

【實驗探索1]

實驗現(xiàn)象結(jié)論

Cu、Zn片同時插入稀Zn片表面有氣泡產(chǎn)Zn能與硫酸反

硫酸中生，Cu沒有應，Cu不能

用導線將Cu、Zn片Zn片表面沒有氣泡

（有待探索）

連接產(chǎn)生，Cu有

在導線間接上電流電子流動方

電流表指針偏轉(zhuǎn)有電流產(chǎn)生向：負極一正

表

極

電流方向：正

【學與問】根據(jù)你所了解的電學知識，你知道電子是怎樣極—負極

流動的嗎？你如何判定裝置的正、負極？

【分析】當把用導線連接的鋅片和銅片一同浸入稀硫酸中

時，由于鋅比銅活潑，容易失去電子，鋅被氧化成Zn"而進入

溶液，電子由鋅片通過導線流向銅片，溶液中的H*從銅片獲得

電子被還原成氫原子，氫原子再結(jié)合成氨分子從銅片上逸出。

這一變化過程可以表示如下：

鋅片：Zn-2e=Zr?'（氧化反應）

補充原電池

銅片：2*+2e=H2t（還原反應）正負極判斷

的方法

2

總反應：Zn+2H*=Zn*+H2t

【板書】（D原電池的定義——將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b

置叫做原電池。

【板書】（2）原電池的電極

負極：發(fā)生氧化反應，電子流出（流向正極）的一極。

正極：發(fā)生還原反應，電子流入（來自負極）的一極

【過渡】現(xiàn)在讓我們通過實驗來研究構成原電池條件是什

么。是不是把兩塊金屬用導線連接插入液體中就能產(chǎn)

生電流呢？是不是任何金屬均可？是不是一定要金

屬？是不是任何溶液均可？下面做幾個實驗來探索。

【實驗探索2】

實驗現(xiàn)象結(jié)論

鋁條有氣泡產(chǎn)

Al—A1插入稀硫酸中生，電流表指針沒有電流產(chǎn)生

不偏轉(zhuǎn)

碳棒有氣泡產(chǎn)

A1—C插入稀硫酸中生，電流表指針有電流產(chǎn)生

偏轉(zhuǎn)

均沒有氣泡產(chǎn)

Cu—A1插入酒精中生，電流表指針沒有電流產(chǎn)生

酒精不是電

不偏轉(zhuǎn)解質(zhì)溶液

引出組成原電池需要的條件

【板書】（3）組成原電池的條件

①有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導體）作電

極。

②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中（能自發(fā)進行氧化還原反

應）。

③兩極相連形成閉合電路。

【板書】（4）原電池的原理：

較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）

流向較不活潑的金屬（正極）。

【實踐活動】課本P.37根據(jù)構成原電池的條件可知：利

用水果如蘋果、柑橘、檸檬或番茄等都可以制作原電池。

【小結(jié)】是不是所有化學反應都可以把化學能直接轉(zhuǎn)化成電能

呢？通過以上學習，我們知道了化學能是可以直接轉(zhuǎn)化為電能

的，知道了設計成原電池這樣的裝置就可以產(chǎn)生電流。掌握了

構成原電池的條件和原電池的工作原理。不過，并不是所有化

學反應均可實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化，一般只有氧化還原反應才能實現(xiàn)這

種轉(zhuǎn)化。希望大家努力學習，掌握更多的知識，設計出更好、

更環(huán)保、更高效率的電池造福。

社會小故事：

在倫敦上流社會，有一位貴族夫人格林太太，幼年時因蛀

牙補過一顆不銹鋼的假牙。不料后來，她又因為車禍又掉了一

顆牙，為了顯示她的富有，她裝了一顆黃金假牙。自此以后，

她就經(jīng)常出現(xiàn)頭痛、失眠、心情煩躁等癥狀。更奇怪的是，眾

多的醫(yī)學專家為她檢查后，都找不到病因，這位夫人整日感到

精神萎靡，找遍各大醫(yī)院會診也不見效果。格林太太的病因到

底是什么呢？

聰明的同學們，請運用本節(jié)課學習的知識幫格林太太找出

她的病因到底是什么呢？

布置作業(yè)P166,7,9

板書設計板書設計：

第二章第二節(jié)化學能與電能

一、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化

1、原電池的原理

裝置圖

電極電極反應反應類型

正極Cu21T+2e=H2t還原反應

負極ZnZn-2e=Zn2t氧化反應

2、原電池的構成條件

本節(jié)課通過實驗了解了化學能與電能的轉(zhuǎn)化關系，通過學生方進行實驗、

課后反思總結(jié)解釋實驗現(xiàn)象、得出結(jié)論、應用結(jié)論解決問題的過程，激發(fā)了學生學

習化學的興趣，通過小組活動提高學生與他人交流、合作的能力，教學效

果較好，基本達到教學目標的要求。

化學能與電能

一、教材分析

1、教材的地位及其作用

本節(jié)教材是人教版化學必修2第二章第二節(jié)的教學內(nèi)容，是電化學中的重要知識。初中

化學已經(jīng)從燃料的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識，在選修模塊“化學反應原理”

中，將從科學概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地學習化學反應與能量。該節(jié)內(nèi)容既是

對初中化學相關內(nèi)容的提升與拓展，又為選修“化學反應原理”奠定必要的基礎。該節(jié)分為

兩課時教學，本課為第一課時。通過本課的學習，能使學生清楚地認識原電池的工作原理和

構成條件，初步形成原電池的概念，并能夠?qū)懗鲭姌O反應式和電池反應方程式。

生活在現(xiàn)代社會，學生對“電”有著豐富而又強烈的感性認識。當學生了解了化學反應

中能量轉(zhuǎn)化的原因，并感受了探究化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化過程之后，會對化學能與電能之

間的轉(zhuǎn)化問題產(chǎn)生濃厚的興趣。正是基于學生的這種心理特征，教材開始的幾個設問，把學

生帶進了“化學能與電能之間相互轉(zhuǎn)化”研究之中。從能量轉(zhuǎn)換角度看，本節(jié)課程內(nèi)容是對

前一節(jié)課中“一種能量轉(zhuǎn)化為另一種能量，能量也是守恒的；化學能是能量的一種形式，它

同樣可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的補充和完善。從反應物之間電子

轉(zhuǎn)移角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應本質(zhì)的拓展和應用；從思維角度看，“將化學

能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對“化學能f熱能一機械能一電能”思維方式的反思和突破。

本節(jié)教材設置了大量的探究教學素材，富有深刻的自主探究教學思想內(nèi)涵。首先，原電

池概念引入的演示實驗2-4為探究教學創(chuàng)設了問題情景，當學生觀察到“銅片上產(chǎn)生氣泡”

這一反常的實驗現(xiàn)象時，產(chǎn)生認知的沖突，就會情不自禁地提出一系列問題，產(chǎn)生強烈的探

索欲望，并提出各種各樣的假設，試圖用原有的認知結(jié)構去“同化”；學生根據(jù)實驗現(xiàn)象，經(jīng)

過嚴密的邏輯推理，得出相關結(jié)論，實現(xiàn)認知的“順應”；當學生理解原電池的原理后，教材

又設置了一個“科學探究”和“思考與交流”欄目，讓學生自己探究討論歸納出“組成原電

池的條件”，實現(xiàn)認知結(jié)構的“發(fā)展”；同時，課本插圖“水果電池”，是本課時探究教學內(nèi)容

的“遷移”，實現(xiàn)知識的應用和延伸。

2、教學目標分析

(1)知識與技能

①學生通過實驗探究認識原電池的工作原理和構成條件，初步形成原電池概念。

②能夠?qū)懗鲭姌O反應式和電池反應方程式。

(2)過程與方法

①學生通過對化學能轉(zhuǎn)化為電能的學習，體驗科學探究的過程，理解科學探究的意義，

理解科學探究的基本過程和方法，初步養(yǎng)成科學探究的能力。

②能對自己探究原電池概念及形成條件的學習過程進行計劃、反思、評價和調(diào)控，提高

自主學習化學的能力。

(3)情感態(tài)度與價值觀

①學生通過探究化學能轉(zhuǎn)化為電能的奧秘，提高學習化學的興趣和熱情，體驗科學探究

的艱辛與喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。

②贊賞化學科學對個人生活和社會發(fā)展的貢獻，關注能源問題，逐步形成正確的能源觀。

3,教學重難點

原電池的工作原理和構成條件是本節(jié)課的教學重點，其中原電池的工作原理是難點。

二、教法分析

教育學理論認為，選擇和采用教學方法時，不僅要根據(jù)學科的特點，而且要根據(jù)教學任

務和學生的認知特點選用?；瘜W是一門以實驗為基礎的自然科學?；瘜W教學離開了實驗，也

就成了無源之水，無本之木。本課主要采用了實驗探究法、再結(jié)合問題探討法、分析推理和

比較歸納法等教學方法，更好地突出本課重點，突破難點，完成教學任務。同時在教學中還

合理地運用多媒體等輔助手段，便于達到更好的教學效果。教學時，可以從以下幾個方面進

行突破：

首先，利用教材、課外資料、生動的錄像和圖片、事實數(shù)據(jù)等教育資源，對“火力發(fā)電”

進行完整透徹的剖析，為學生創(chuàng)設學習情景，使他們有機會去研究和總結(jié)“火力發(fā)電”的利

和弊。然后設置階梯式問題，對學生進行探究思路引導，實現(xiàn)以“化學能一熱能一機械能一

電能”思維模式向“將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能”新思維模式的轉(zhuǎn)變。再通過設計方案，分組

實驗，進行實驗探究，觀察實驗現(xiàn)象并記錄，小組交流討論，形成的原電池的概念。

其次，在了解原電池原理的基礎上，繼續(xù)進行實驗探究。通過分組對比實驗，根據(jù)實驗

現(xiàn)象的不同，分析可能的原因，交流討論，得出原電池的構成條件。

最后，通過課本上的實踐活動一一水果電池的制作，實現(xiàn)本課教學內(nèi)容的應用和延伸，

讓學生體驗學習化學的樂趣。

三、學法指導

由于學生之前沒有電化學的基礎，理解原電池原理有一定的難度，但學生初次接觸電化

學知識，對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用學生的好奇心和求知欲，設

計層層實驗和問題情境，使學生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問

題和解決問題。

根據(jù)學生的知識結(jié)構、心理特點和教學內(nèi)容的實驗需要，采用分組實驗探究、問題探討、

分析推理和比較歸納等方法，并結(jié)合多媒體進行輔助教學。在實驗一觀察一討論一推測一驗

證的過程