化学能与电能教案

教学目标 知识目标：

1、了解燃煤发电的流程及关键步骤 2、掌握锌铜原电池的基础知识 3、记住化学电池的本质 4、了解常见电源 能力目标：

分析解决问题的能力 情感、态度和价值观目标：

培养化学兴趣及严谨的化学治学态度 教学重点难点

重点：锌铜原电池的基础知识 难点：锌铜原电池的基础知识 学情分析

我们的学生没有平行分班，有实验班，学生已有的知识和实验水平有较大差距。学生对于原电池的了解限于普通原电池的外表结构，因此在教学中应该结合课本实例反复深入的讲解和练习。 教学方法

引出课题对比实验得出结论练习巩固联系生活 教学准备

图片 彩色粉笔 课时安排

1课时 课程类型 新授型 教学过程

[导课] 在日常生活中我们会使用各种各样的用电器,而使用电器则需要电能。电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为能量的变化，即化学能转变为热能。那么，物质中的化学能在什么条件下能转化为电能呢？又是如何转化的呢？

下面先来介绍一下一次能源和二次能源。

[副板书] 一次能源：直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。

二次能源：一次能源经过加工、转换得到能源称为二次能源，如电力、蒸汽等。

[问] 在你的生活和学习中，或你了解的范围内，有哪些需要使用电池的产品或器具？

请同学们跟我一起看这些图片

(南孚电池-干电池、汽车蓄电池、液氢燃料电池汽车、太阳能电池、电动车中的锂电池)

[板书] 一、化学能转化为电能 1.火力发电的原理及过程

[指导阅读] 看课本的第40页的图2-7的2001年我国发电总量构成图

[讲解] 从图中可以知道，在我国的发电总量中，相对水力和其他能源提供的发电量，火力发电的发电量仍居于首位。

[指导阅读] 看课本的图2-8火电站工作原理示意图

[讲解] 从图可以看出，燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程。

火力发电是通过化石燃料的燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。

热能蒸汽机械能发电机电能[板书] 化学能燃烧

[过渡] 其中，燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。要想使

氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，就需要一种装置，使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行，并使其间的电子转移，在一定条件下，形成电流。为了使用方便。需要把产生的电能以化学能的方式储存起来。化学电池就是这样一种装置。

我们一起来看一下以下对比实验

实验一：分别将锌片和铜片插入到稀硫酸中，观察现象

实验二：把锌片和铜片用导线连接（导线中间插入一个电流计），平行插入盛有稀

硫酸的烧杯中，观察现象 ［问］实验一和实验二的现象分别是什么？ ［评价］这位同学回答的很好。

［板书］实验一 现象：锌片上有气泡产生；铜片上没有气泡

实验二 现象：锌片不断溶解，没有气泡产生；铜片上有气泡产生；

电流表的指针发生偏转

[问] 为什么实验一和实验二中产生的气泡的位置不同？现在我们一起来研究下。

[问] 首先我们看一下第一个实验，锌片和铜片同时插入稀硫酸溶液中，大家根据所学知识解释下为什么会出现上述实验现象？

[过渡] 再来看一下第二个实验，与上一个实验不同的是，锌片与铜片之间通过导线连在了一起，而实验现象却与前一个不同。这是为什么呢？

[讲解] 内电路中电子由负极流向正极，假设左侧金属为电子留出的方向，那么它就是负极。

[问] 电子流出去也就是失去了电子，失电子表现的是什么性质？

[问] 锌与铜哪个活泼？（根据金属活动性顺序表我们可以清楚的知道） [板书] 活泼性：Zn>Cu

[问] 锌失去电子发生的什么反应？ [小结] 锌片（负极）：Zn + 2e- = Zn2+ (氧化反应)

[讲解] 电子经过导线流向铜片，铜片得到电子带了负电荷，会吸引溶液中的氢离子，从而放出氢气，氢离子得到电子发生的是什么反应？

[板书] 铜片（正极）：2H+ + 2e- = H2 (还原反应) 总离子反应式：Zn + 2H+ = H2 + Zn2+

[小结] 溶液中的硫酸根离子会偏向负极，与生成的锌离子生成硫酸锌，整个过程呈现出的是一个闭合的回路。通过以上的讲解，我们清楚了两个实验现象不同的本质原因，第一种是我们常见的就不用多说了，而第二种正是我们今天所学的新内容：primary battery。

化学电池 [板书] 原电池：化学能 氧化还原反应（本质） 电能（装置）

[问] 原电池既然是一种装置，根据我们刚刚学习的过程，大家试着总结一下构成原电池的条件有哪些。

若学生思考不到，可以通过提示的方法让学生总结出该条件。

[板书] 构成条件：1.有自发的氧化还原反应；2.闭合回路；3.电解质溶液；4.不同金属（或一种金属一种非金属）作电极。

[过渡] 一种事物的产生必然有其用途，原电池也不例外，让我们走进生活，看看生活中有哪些化学电池。

[板书]发展中的化学电源

[讲解]人们总说化学是一门与生活密切相关的科学，在人类生活中，化学可说无处不在，今天我们学习的化学电源就是我们生活中无处不在的，密切相关的。

[问]大家看看我手中的图片是什么？（展示干电池图片）

[讲解]对的 他就是锌锰电池，也就是大家说的干电池。它是由碳棒、MnO2糊、NH4Cl电解质、锌筒构造而成的。

[问]在使用干电池的过程中，同学们发现电池外观有什么变化？

[讲解]干电池外壳会变薄，电池会鼓，最后内部电解质会露出，而且不能充电，大家不禁会问一句为什么。接下来我们学习干电池的反应原理，同学就会明白其中的奥秘。

[板书]干电池： 负极：Zn - 2e-  Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e-  2NH3 + H2 

总反应：Zn + 2NH4+  Zn2+ + 2NH3  + H2 

[讲解]不难发现，负极锌反应生成锌离子，锌不断减少，外壳变薄，正极铵根离子发生反应，生成氨气、氢气，电池内部有气体生成，所以电池用久后会鼓，看总反应方程式，是不可逆反应，所以是一次性电池。豁然开朗。

[板书]特点：一次性电池

[讲解]电池鼓破后，电解质外漏，会腐蚀电器，人类将干电池外壳套上防腐金属或塑料筒。为了延长其寿命，又将电解质NH4Cl换成KOH,，并且在结构上做了改进，改进成现在用大家常用的碱性锌锰电池。（展示南孚图片）南孚，玩具车用完，遥控器还可以用，很好，很耐用。

[过度]随着人类科技的发展，化学电源也不断进步，人们发现锌锰电池没电之后就扔掉了，浪费，不环保，充电电池就诞生了。

[问]最早使用的充电电池是什么？（铅蓄电池）大家看一下铅蓄电池的构造。 [讲解]铅蓄电池是由二氧化铅板、铅板、硫酸构成。它是怎样充放电的呢？接下来学习铅蓄电池的反应原理。

[板书]充电电池：

(+) PbO2 + Pb + H2SO4 2PbSO4 + 2H2O (-)

[讲解]一目了然，放电时正极PbO2发生反应，正四价铅离子得到两个电子生成正二价铅离子，负极Pb发生反应，铅失两个电子生成正二价铅离子。充电时，反应方程式发生逆反应。

[小结]充电电池真正体现了化学能转变为电能，电能转变为化学能的循环。铅蓄电池经济、方便、好用，就被大力推广，现在路上跑的汽车大多数都是使用铅蓄电池。

[问]我们大家使用的笔记本电脑，mp3都是铅蓄电池吗？（不是） [指导阅读] 阅读43页倒数第二段

[讲解] 由于人们对耗电量高，便携式电器需求越来越大等原因，人们发现了镍镉电池，大家都知道镉是致癌物，会污染环境，镍氢电池的面世初步解决了这个问题。后来人们又发明了锂离子电池，锂是最轻的金属，活动性极强，是制造电池的理想物质。

[过渡] 下面我们介绍一下燃料电池。请同学们看下课本，了解下这部分内容。 [问] 燃料的燃烧时什么反应？ [讲解] 剧烈的氧化反应。

[问] 燃料电池是在什么思想下研发出来的呢？ [讲解] 燃料燃烧释放的能量转化为电能 [板书] 燃料燃烧电能

[问] 通过看课本燃料电池有什么优点？ [板书] 优点：1.高效；2.无污染，环境友好 [问] 与其它电池有什么区别？

[讲解] 反应物不是储存在电池内部，而是由外部设备提供燃料和氧化剂。 课后小结

通过本节课的学习我们知道了化学能是如何转化为电能，学习了原电池的主要内容，这部分是本节的重点，必须熟练掌握，此外我们了解了生活中常见的化学电池，此部分内容作为了解。 布置作业 课后习题全部做完 板书设计

第二节 化学能与电能 一、化学能转化为电能 1.火力发电原理及过程

化学能燃烧热能蒸汽机械能发电机电能

2.对比实验

实验一 现象：锌片上有气泡产生；铜片上没有气泡

实验二 现象：锌片不断溶解，没有气泡产生；铜片上有气泡产生；电流表的指针发生偏转 活泼性：Zn>Cu 锌片（负极）：Zn + 2e- = Zn2+ (氧化反应) 铜片（正极）：2H+ + 2e- = H2 (还原反应) 总离子反应式：Zn + 2H+ = H2 + Zn2+

化学电池 原电池：化学能 氧化还原反应（本质） 电能（装置） 构成条件：1.有自发的氧化还原反应；

2.闭合回路； 3.电解质溶液；

4.不同金属（或一种金属一种非金属）作电极。

二、发展中的化学电源

1.干电池： 负极：Zn - 2e-  Zn2+

正极：2NH4+ + 2e-  2NH3 + H2 

总反应：Zn + 2NH4+  Zn2+ + 2NH3  + H2 

特点：一次性电池

2.充电电池：(+) PbO2 + Pb + H2SO4 2PbSO4 + 2H2O (-) 3.燃料电池：燃料燃烧电能

优点：1.高效；2.无污染，环境友好 教学反思

1.讲解知识的同时需要想好怎样才能化难为简，易于大多数人接受。 2.板书设计需要讲求技巧。 3.口头语需要改正。

4.抓住重难点，争取在课上能够有时间找些对应习题让学生做一做，这样可以巩固所学知识。