高中化學 第1章 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 1.3 化學電源教學設計 魯科版選修4

高中化學第1章化學反應與能量轉(zhuǎn)化1.3化學電源教學設計魯科版選修4主備人備課成員設計意圖同學們，今天我們要一起探索化學世界的神奇之處——化學電源。這節(jié)課，我們將通過一系列的實驗和理論分析，揭開化學電源的神秘面紗。希望通過這節(jié)課，你們能感受到化學的魅力，理解化學能量轉(zhuǎn)化的奧秘，激發(fā)你們對科學的熱愛。??????讓我們一起開啟這場化學之旅吧！????核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究精神，通過實驗操作，學會觀察、記錄、分析化學電源的原理。

2.提升學生的科學思維，引導學生理解化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化，形成系統(tǒng)的化學觀念。

3.強化學生的社會責任感，認識到化學電源在能源利用和環(huán)境保護中的重要作用，激發(fā)學生對可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注。教學難點與重點1.教學重點，

①化學電源原理的闡述，包括氧化還原反應在電池中的作用機制。

②電池電動勢和內(nèi)阻的計算方法，以及如何根據(jù)這些參數(shù)判斷電池的工作狀態(tài)。

③實際應用中常見化學電源的類型和特性，如鋰電池、燃料電池等。

2.教學難點，

①理解電化學過程中的電子轉(zhuǎn)移和電荷平衡，以及電極反應的書寫。

②電極反應與電極電勢之間的關(guān)系，特別是如何通過電極電勢計算電池的電動勢。

③掌握化學電源的實際應用案例，如電動汽車、可再生能源儲存等，并分析其對現(xiàn)代社會的影響。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計二次備課教學資源-軟硬件資源：化學電源實驗裝置（電池組、電極、導線、電流表、電壓表等）

-課程平臺：魯科版選修4配套教學課件

-信息化資源：化學電源相關(guān)教學視頻、在線實驗平臺

-教學手段：多媒體教學設備（投影儀、電腦）、實物模型展示、課堂討論板教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：同學們，你們有沒有想過，手機里的電池是怎么工作的？汽車的動力是怎么來的？今天我們就來揭開化學電源的神秘面紗，探索其中的奧秘！

-回顧舊知：在上一節(jié)課中，我們學習了氧化還原反應，還記得那是什么嗎？它和化學電源有什么關(guān)系呢？

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：首先，我會詳細講解化學電源的基本原理，包括電池的工作原理、電極反應、電動勢和內(nèi)阻等概念。

-舉例說明：我會通過幾個具體的例子，如鋰電池、鉛酸電池等，來展示化學電源在實際生活中的應用。

-互動探究：接下來，我會提出一些問題，引導學生思考并討論，比如“電池是如何儲存和釋放能量的？”、“如何提高電池的能量密度？”等。

3.實驗操作（約15分鐘）

-學生活動：在實驗臺上，我會指導學生進行簡單的化學電源實驗，如制作一個簡單的電池，觀察電池的工作狀態(tài)。

-教師指導：在實驗過程中，我會巡回指導，確保每個學生都能正確操作，并觀察實驗現(xiàn)象。

4.深入講解（約15分鐘）

-講解電化學方程式的書寫方法，以及如何根據(jù)方程式計算電池的電動勢。

-介紹不同類型化學電源的特點和優(yōu)缺點，如鋰電池、燃料電池等。

5.應用分析（約10分鐘）

-分析化學電源在現(xiàn)代社會中的應用，如電動汽車、可再生能源儲存等。

-討論化學電源對環(huán)境保護和能源危機的解決作用。

6.鞏固練習（約15分鐘）

-學生活動：我會給學生發(fā)放一些練習題，包括計算題、選擇題和簡答題，讓學生鞏固所學知識。

-教師指導：在學生做題的過程中，我會巡視教室，解答學生的疑問，并給予必要的幫助。

7.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)化學電源在現(xiàn)代社會中的重要性。

-鼓勵學生課后進一步探究化學電源的相關(guān)知識，提出自己的疑問和思考。

8.布置作業(yè)（約2分鐘）

-布置一些與化學電源相關(guān)的課后作業(yè)，如閱讀相關(guān)資料、完成實驗報告等。學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.**知識掌握程度**：

-學生能夠準確理解化學電源的基本原理，包括電池的工作機制、電極反應、電動勢和內(nèi)阻等概念。

-學生能夠熟練書寫電化學方程式，并運用這些方程式計算電池的電動勢。

-學生能夠識別和區(qū)分不同類型的化學電源，如鋰電池、鉛酸電池、燃料電池等，并了解它們的特性和應用場景。

2.**實驗操作能力**：

-學生通過實驗操作，能夠親手制作簡單的電池，觀察并記錄電池的工作狀態(tài)，增強實驗操作技能。

-學生能夠根據(jù)實驗結(jié)果，分析電池的性能，如電動勢、內(nèi)阻等，提高數(shù)據(jù)分析能力。

3.**科學思維發(fā)展**：

-學生在探究化學電源的過程中，培養(yǎng)了科學探究精神，學會了如何提出問題、設計實驗、收集數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。

-學生通過分析化學電源在實際生活中的應用，提升了將理論知識應用于實際問題的能力。

4.**創(chuàng)新能力培養(yǎng)**：

-學生在討論化學電源的未來發(fā)展趨勢時，能夠提出自己的見解和創(chuàng)新想法，如新型電池的設計、能源儲存技術(shù)的改進等。

-學生通過小組合作，學會了團隊合作和溝通技巧，為未來的創(chuàng)新活動打下基礎。

5.**社會責任感提升**：

-學生認識到化學電源在環(huán)境保護和能源危機解決中的重要作用，增強了社會責任感。

-學生能夠從可持續(xù)發(fā)展的角度，思考化學電源的發(fā)展方向，為構(gòu)建綠色未來貢獻力量。

6.**情感態(tài)度價值觀**：

-學生對化學產(chǎn)生了更濃厚的興趣，激發(fā)了學習化學的內(nèi)在動力。

-學生在解決實際問題的過程中，培養(yǎng)了克服困難、堅持不懈的意志品質(zhì)。板書設計1.化學電源基本原理

①電池工作原理：氧化還原反應、電極反應

②電動勢與內(nèi)阻：電動勢的定義、內(nèi)阻的影響

③電化學方程式：書寫規(guī)則、平衡計算

2.電池類型與特性

①鋰電池：工作原理、特點、應用

②鉛酸電池：工作原理、特點、應用

③燃料電池：工作原理、特點、應用

3.化學電源計算

①電動勢計算：Nernst方程、標準電極電勢

②內(nèi)阻計算：電池內(nèi)阻的測量方法、影響因素

4.化學電源應用

①電動汽車：電池類型、充電技術(shù)

②可再生能源儲存：化學電源在儲能中的應用

③環(huán)境保護：化學電源對環(huán)境的影響

5.化學電源發(fā)展趨勢

①新型電池技術(shù)：鋰空氣電池、固態(tài)電池

②能源儲存技術(shù)：電池技術(shù)改進、能量轉(zhuǎn)換效率提升重點題型整理1.**題型一：電池電動勢的計算**

-題目：已知標準電極電勢分別為E°(Li+/Li)=-3.05V和E°(Fe3+/Fe)=-0.04V，計算由鋰和鐵組成的原電池在標準狀態(tài)下的電動勢。

-答案：E=E°(Li+/Li)-E°(Fe3+/Fe)=(-3.05V)-(-0.04V)=-3.01V

2.**題型二：電池內(nèi)阻的測量**

-題目：一個電池的電動勢為2.0V，當外接電阻為10Ω時，測得電流為0.2A，求電池的內(nèi)阻。

-答案：根據(jù)歐姆定律，I=E/(R+r)，r=E/I-R=2.0V/0.2A-10Ω=5Ω

3.**題型三：化學電源的能量密度計算**

-題目：一個鋰電池的質(zhì)量為100g，容量為2000mAh，求該電池的能量密度。

-答案：能量密度=能量/質(zhì)量=(電池容量×電池電壓)/質(zhì)量=(2Ah×3.7V)/0.1kg=74Wh/kg

4.**題型四：化學電源在實際應用中的選擇**

-題目：比較鋰電池和鉛酸電池在以下方面的優(yōu)缺點：重量、成本、充電時間、循環(huán)壽命。

-答案：

-鋰電池：優(yōu)點：輕便、充電快、循環(huán)壽命長；缺點：成本高、對溫度敏感。

-鉛酸電池：優(yōu)點：成本低、耐用、安全；缺點：重量