第1章 微專題4 電化學(xué)的相關(guān)計算2024-2025學(xué)年高中化學(xué)選擇性必修1同步導(dǎo)學(xué)案配套教學(xué)設(shè)計 魯科版（2019）雙選

第1章微專題4電化學(xué)的相關(guān)計算2024-2025學(xué)年高中化學(xué)選擇性必修1同步導(dǎo)學(xué)案配套教學(xué)設(shè)計魯科版（2019）雙選科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第1章微專題4電化學(xué)的相關(guān)計算2024-2025學(xué)年高中化學(xué)選擇性必修1同步導(dǎo)學(xué)案配套教學(xué)設(shè)計魯科版（2019）雙選教學(xué)內(nèi)容第1章微專題4電化學(xué)的相關(guān)計算，選自2024-2025學(xué)年高中化學(xué)選擇性必修1同步導(dǎo)學(xué)案配套教學(xué)設(shè)計魯科版（2019）雙選。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：

1.電化學(xué)基本概念：原電池、電解池的原理和構(gòu)成。

2.電解質(zhì)溶液中的電離現(xiàn)象及離子反應(yīng)。

3.電動勢和電極電勢的概念、計算及應(yīng)用。

4.電解過程中的電流效率、電解產(chǎn)物的計算。

5.電化學(xué)平衡的計算，包括電極反應(yīng)的平衡常數(shù)計算。

6.電化學(xué)與能源、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過探究電化學(xué)原理，培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力，提升對電化學(xué)現(xiàn)象的觀察、分析和解釋能力。

2.實踐意識與問題解決：運用電化學(xué)知識解決實際問題，如電池設(shè)計、電解過程優(yōu)化等，提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，理解電化學(xué)在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的重要作用，增強環(huán)保意識和責(zé)任感。

4.學(xué)術(shù)交流與合作：通過小組討論和分享，提高學(xué)生的團(tuán)隊合作能力，學(xué)會交流學(xué)術(shù)觀點，發(fā)展批判性思維。重點難點及解決辦法重點：

1.電化學(xué)基本概念的理解，如原電池、電解池的構(gòu)成及工作原理。

2.電動勢和電極電勢的計算方法。

3.電解過程中的電流效率及產(chǎn)物的計算。

難點：

1.電化學(xué)平衡的計算，尤其是電極反應(yīng)的平衡常數(shù)。

2.電解質(zhì)溶液中的離子反應(yīng)及其在電化學(xué)中的應(yīng)用。

解決辦法：

1.通過實物模型和實驗演示，直觀展示原電池和電解池的結(jié)構(gòu)和工作原理，幫助學(xué)生形象理解。

2.使用示例題目，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析電動勢和電極電勢的計算過程，強化概念和計算方法。

3.結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和實際案例，讓學(xué)生通過實際操作和觀察，理解電解過程中的電流效率及產(chǎn)物的計算。

4.利用圖示和化學(xué)方程式，詳細(xì)解析電化學(xué)平衡的計算步驟，尤其是電極反應(yīng)的平衡常數(shù)。

5.通過小組討論和問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)，幫助學(xué)生克服對電解質(zhì)溶液中離子反應(yīng)的理解難點。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)地講解電化學(xué)的基本概念和計算方法。

2.實驗法：通過實驗演示和學(xué)生的實際操作，讓學(xué)生直觀感受電化學(xué)現(xiàn)象。

3.討論法：組織學(xué)生就電化學(xué)在實際應(yīng)用中的問題進(jìn)行討論，促進(jìn)深入理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：使用PPT展示電化學(xué)原理和計算過程，增強視覺效果。

2.教學(xué)軟件：利用化學(xué)模擬軟件，模擬電化學(xué)反應(yīng)過程，提高學(xué)習(xí)互動性。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：提供相關(guān)在線資源和練習(xí)，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固知識。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-“同學(xué)們，大家好！今天我們將開始學(xué)習(xí)一個新的內(nèi)容——電化學(xué)的相關(guān)計算。在正式開始之前，我想請大家回想一下我們之前學(xué)過的原電池和電解池的基本原理，有誰能簡單介紹一下嗎？”

-（等待學(xué)生回答后）“很好，那么今天我們將在此基礎(chǔ)上，深入探討電化學(xué)的計算問題。請大家準(zhǔn)備好筆記本和計算器，我們將一起探究這個有趣的領(lǐng)域?！?/p>

2.電化學(xué)基本概念講解與探究

-“首先，我們來復(fù)習(xí)一下電化學(xué)的基本概念。原電池和電解池分別是如何工作的呢？”

-（學(xué)生回答后）“正確。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而電解池則是利用電能來驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)的裝置?，F(xiàn)在，請大家翻到教材的第XX頁，我們來看一下原電池和電解池的具體構(gòu)成和工作原理?！?/p>

-（講解并引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，隨后提問）“好的，現(xiàn)在誰能告訴我，原電池和電解池中各有什么關(guān)鍵組成部分？”

3.電解質(zhì)溶液中的電離現(xiàn)象及離子反應(yīng)

-“接下來，我們來探討電解質(zhì)溶液中的電離現(xiàn)象。請大家思考，為什么電解質(zhì)溶液能夠?qū)щ?？?/p>

-（學(xué)生回答后）“很好，因為電解質(zhì)溶液中存在自由移動的離子。那么，這些離子是如何產(chǎn)生的呢？我們來看一下電解質(zhì)溶液的電離過程?！?/p>

-（講解電離現(xiàn)象，隨后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗觀察）“現(xiàn)在，請大家按照教材上的步驟，進(jìn)行電離現(xiàn)象的實驗觀察，并記錄實驗結(jié)果?！?/p>

4.電動勢和電極電勢的計算方法

-“現(xiàn)在，我們進(jìn)入電化學(xué)計算的核心內(nèi)容——電動勢和電極電勢的計算。請大家先看教材上的例子，理解電動勢的定義和計算方法。”

-（講解電動勢的計算，隨后提問）“好的，現(xiàn)在誰能告訴我，電動勢是如何計算的？請給出公式。”

-（學(xué)生回答后）“很好。接下來，我們來探討電極電勢的計算。電極電勢是衡量電極得失電子能力的一個指標(biāo)。請大家看教材上的電極電勢表，理解不同電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢?！?/p>

5.電解過程中的電流效率及產(chǎn)物的計算

-“下面，我們來看電解過程中的電流效率及產(chǎn)物的計算。請大家思考，電解過程中電流效率受哪些因素影響？”

-（學(xué)生回答后）“正確。電流效率受到電解質(zhì)濃度、電極材料、電流大小等因素的影響?，F(xiàn)在，我們通過一個具體的例子來學(xué)習(xí)如何計算電流效率?！?/p>

-（講解電流效率的計算，隨后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行計算練習(xí)）

6.電化學(xué)平衡的計算

-“現(xiàn)在，我們進(jìn)入電化學(xué)平衡的計算。請大家先回顧一下化學(xué)平衡的概念，然后思考，電化學(xué)平衡與化學(xué)平衡有什么不同？”

-（學(xué)生回答后）“很好。電化學(xué)平衡涉及到電極反應(yīng)的平衡常數(shù)。我們來看一下教材上的例子，理解電極反應(yīng)的平衡常數(shù)是如何計算的?！?/p>

-（講解電化學(xué)平衡的計算，隨后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行計算練習(xí)）

7.電化學(xué)與能源、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用

-“最后，我們來探討電化學(xué)在實際應(yīng)用中的重要性。請大家思考，電化學(xué)在能源、環(huán)境保護(hù)等方面有哪些應(yīng)用？”

-（學(xué)生回答后）“非常棒。電化學(xué)在電池、燃料電池、電解水制氫等方面都有廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在，請大家結(jié)合教材上的案例，討論一下電化學(xué)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用。”

8.總結(jié)與反饋

-“好的，今天我們學(xué)習(xí)了電化學(xué)的相關(guān)計算，包括電動勢、電極電勢、電流效率、電化學(xué)平衡等方面的內(nèi)容。請大家回顧一下今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容，有什么收獲和疑問？”

-（學(xué)生回答后）“很好，看來大家已經(jīng)掌握了本節(jié)課的主要內(nèi)容。如果有疑問，可以在課后找我討論。下面，請大家完成教材上的練習(xí)題，鞏固今天的學(xué)習(xí)成果?！?/p>

9.課后作業(yè)布置

-“今天的課后作業(yè)是完成教材上的練習(xí)題，包括電動勢、電極電勢、電流效率、電化學(xué)平衡的計算題。請大家認(rèn)真完成，明天課堂上我們一起來討論。”

-“好的，今天的課就到這里，大家辛苦了！下課！”教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-電化學(xué)發(fā)展史：介紹電化學(xué)的起源和發(fā)展歷程，包括伏打、伽伐尼等科學(xué)家的貢獻(xiàn)。

-電化學(xué)實驗技術(shù)：探討現(xiàn)代電化學(xué)實驗技術(shù)，如循環(huán)伏安法、電化學(xué)阻抗譜等。

-電化學(xué)與能源：詳細(xì)講解電化學(xué)在太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

-電化學(xué)與環(huán)境保護(hù)：分析電化學(xué)在污水處理、空氣凈化等環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。

-電化學(xué)工程案例：介紹電化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計、優(yōu)化以及在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

-電化學(xué)與生命科學(xué)：探討電化學(xué)在生物電化學(xué)、藥物電化學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域的研究。

2.拓展建議：

-閱讀拓展：鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)的科普書籍、學(xué)術(shù)論文，了解電化學(xué)在各個領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

-實驗拓展：引導(dǎo)學(xué)生參與實驗室的電化學(xué)實驗，通過實際操作加深對電化學(xué)原理的理解。

-項目研究：鼓勵學(xué)生結(jié)合自身興趣，選擇一個電化學(xué)相關(guān)的課題進(jìn)行深入研究，培養(yǎng)獨立研究能力。

-討論與交流：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享電化學(xué)知識，提高交流表達(dá)能力和團(tuán)隊合作精神。

-實地考察：如果條件允許，可以組織學(xué)生參觀電化學(xué)相關(guān)的企業(yè)或研究機構(gòu)，了解電化學(xué)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

-學(xué)術(shù)競賽：鼓勵學(xué)生參加化學(xué)相關(guān)的競賽，如化學(xué)奧林匹克競賽，通過競賽檢驗自己的電化學(xué)知識水平。

-網(wǎng)絡(luò)資源：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程、教育平臺，觀看電化學(xué)相關(guān)的講座和教學(xué)視頻，拓展知識面。

-實踐應(yīng)用：引導(dǎo)學(xué)生將電化學(xué)知識應(yīng)用于實際生活中，如分析電池的選用和維護(hù)，提高生活技能。板書設(shè)計①電化學(xué)基本概念

-原電池：構(gòu)成、工作原理

-電解池：構(gòu)成、工作原理

-電動勢、電極電勢

②電解質(zhì)溶液中的電離現(xiàn)象及離子反應(yīng)

-電離過程

-離子反應(yīng)的書寫

-電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性

③電化學(xué)計算

-電動勢計算公式

-電極電勢計算公式

-電流效率計算

-電化學(xué)平衡常數(shù)計算課后作業(yè)1.根據(jù)原電池的工作原理，寫出下列電池的電極反應(yīng)式：

-鋅-銅原電池：Zn(s)|Zn^2+(aq)||Cu^2+(aq)|Cu(s)

答案：負(fù)極反應(yīng)：Zn(s)→Zn^2+(aq)+2e^-

正極反應(yīng)：Cu^2+(aq)+2e^-→Cu(s)

2.計算下列電解池的電動勢：

-鉛-鉛二氧化鉛電池：Pb(s)|PbSO4(s)|SO4^2-(aq)||PbO2(s)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s)

答案：電動勢E=2.04V（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢表計算）

3.寫出下列電解過程中陰極和陽極的反應(yīng)式：

-電解水溶液中的硫酸銅溶液

答案：陰極反應(yīng)：Cu^2+(aq)+2e^-→Cu(s)

陽極反應(yīng)：2H2O(l)→O2(g)+4H^+(aq)+4e^-

4.計算下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：

-Fe^3+(aq)+e^-→Fe^2+(aq)（E^0=+0.77V）

答案：平衡常數(shù)K=exp((0.0592V)/(n×9.65×10^-4V))=exp((0.0592V)/(1×9.65×10^-4V))≈5.3×10^13

5.一個電解池中，電流為2A，通電時間為30分鐘，計算通過電解池的總電量以及理論上可以沉積的銅的質(zhì)量（假設(shè)銅的摩爾質(zhì)量為63.55g/mol，銅的沉積電量為1.98×10^5C/mol）。

答案：總電量Q=It=2A×30min×60s/min=3600C

理論上沉積的銅質(zhì)量m=(Q/沉積電量)×摩爾質(zhì)量=(3600C/1.98×10^5C/mol)×63.55g/mol≈1.15g

請同學(xué)們認(rèn)真完成以上作業(yè)，并對照答案檢查自己的計算過程，確保理解并掌握了本節(jié)課的電化學(xué)計算方法。如有疑問，請及時與老師交流。教學(xué)反思與改進(jìn)在完成了關(guān)于電化學(xué)的相關(guān)計算的教學(xué)后，我通過以下幾個步驟進(jìn)行了教學(xué)反思活動，以評估教學(xué)效果并識別需要改進(jìn)的地方。

首先，我觀察了學(xué)生在課堂上的反應(yīng)和參與度。我發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生能夠跟隨課堂節(jié)奏，但在涉及到復(fù)雜計算時，一些學(xué)生顯得有些迷茫。這提示我，可能在講解過程中，我沒有足夠清晰地傳達(dá)計算步驟和概念。

接著，我檢查了學(xué)生的課堂筆記和作業(yè)完成情況。筆記中，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于電極反應(yīng)的書寫和電動勢的計算方法記錄不夠詳細(xì)。作業(yè)中，一些學(xué)生在計算題上出現(xiàn)了錯誤，這表明他們對于某些概念的理解還不夠深入。

為了進(jìn)一步了解學(xué)生的理解程度，我設(shè)計了一個簡短的小測驗，測試學(xué)生對電化學(xué)基本概念和計算方法的掌握。測驗結(jié)果顯示，學(xué)生在電極電勢的計算方面普遍存在困難。

基于以上反思，我制定了以下改進(jìn)措施：

1.在未來的教學(xué)中，我將增加課堂互動環(huán)節(jié)，比如小組討論和問題解答，以便及時了解學(xué)生的理解情況，并針對性地解決問題。

2.對