《化学能与电能》第一课时教学设计

《化学能与电能》第一课时教学设计

一、教材内容分析 本节内容位于《普通高中课程标准实验教科书 化学必修2》第二章第二节《化学能与电能》第一部分。本节课内容既是对化学必修1氧化还原反应本质的拓展和应用,又是对前一节一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量论述的丰富和完善。还为以后学好《化学选修4化学反应原理》中金属腐蚀与防护中等知识奠定基础。

二、教学三维目标

(1)知识与技能

1、知道化学能转化为电能的方式,从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

２、了解原电池的概念，理解原电池的工作原理,探究原电池的构成条件。

３、学习实验探究问题的方法。

(2)过程与方法

1、通过对铜锌原电池的实验探究，加深对原电池概念及工作原理的理解。

2、为学习原电池的构成要素,设计对比试验进行探究,进一步理解实验探究的意义；学习科学探究的基本方法,提高学生科学探究的能力。

(3)情感、态度与价值观

提高学习化学的兴趣，乐于探究化学能直接转化成电能的奥秘，体会科学研究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙。

三、教学重难点

(1)教学重点 ①原电池的概念和原电池的工作原理

②原电池的构成条件

③认识化学能转化为电能对现代化的重大意义

(2)教学难点 ①通过对铜锌原电池的试验探究,引导学生从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质

②原电池的构成条件

四、设计思路（1）通过介绍材料（伏打电池的发明）创设教学情景，提出关于化学能如何转化为电能的问题，沿着伏打发明电池的历程开始自主探究,得到启发，设计、动手实验探讨原电池原理。然后开展第二个探究性实验：通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨论、得出最佳方案，探讨构成原电池的条件。最后开展第三个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，制作水果电池，让学生体验学习化学乐趣。

（2）生活在现代社会，学生对“电”有着较丰富的感性认识。要充分利用学生已有的经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，调动学生主动探索科学规律的积极性。通过实验探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。

五、教学方法 讲授法实验探究法讨论分析法 阅读法归纳法练习法

六、教具准备多媒体（原电池课件）、烧杯、导线、电流表、Cu 片、Zn片、Fe片、Mg片、Zn片、Al片 、石墨棒；稀硫酸、NaOH溶液、酒精、蔗糖溶液、橙汁、苹果汁、柠檬汁、苹果、桔子等。

七、教学过程

[教学环节1] 创设问题情景

[教师活动] 随着科技发展和社会进步,各种电器进入我们的生活.试验电器需要电能,电能是当代社会试验最广泛\\最方便\\污染最小的二次能源.那么,化学能怎样转化为电能呢?

[学生活动] 思考化学能转化成电能的方式

[设计意图] 通过创设问题情景,激发学生的学习热情.

[教学环节2] 阅读课本相关内容

[教师活动] 阅读课本p40,看图2-8 火电站工作原理示意图了解化学能转化成电能的具体转化过程

[学生活动] 阅读课本中关于电力在当今社会的应用和作用。

[设计意图]明确电力在当今社会的应用和作用。

[教学环节3]思考\\讨论

[教师活动] 引导学生分析火力发电的原理、利与弊;引导学生分析燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化。

[学生活动] 讨论并分析火力发电的原理、利与弊。燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化。

[设计意图]通过分析火力发电的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”的新思维模式的转换.

[教学环节4] 思考交流

[教师活动] 能否将化学能直接转化为电能,怎样才能实现这个转变？[媒体展示]

[学生活动] 思考交流火力发电的不足，提出改进措施

[设计意图] 从火力发电厂的图片入手，引导学生分析得出这种方法的不足之一是能量利用率不高，那能不能将化学能直接转变为电能呢？从而快速切入课题。

[教学环节5] 进行科学探究1

[教师活动] [媒体展示] 请完成下列一组实验。1、将Zn、Cu分别插入稀硫酸，观察现象。

2、将Zn、Cu同时插入稀硫酸中，但不接触（如图所示），观察现象。

3、用导线将锌片和铜片上端连接插入盛有稀硫酸中（如图所示），主要观察铜片上的现象。实验结束后，将铜片与锌片放在滤纸上。

[学生活动] 动手进行探究，观察到将Zn、Cu同时插入稀硫酸中，但不接触时只有锌片表面有气泡，而用导线将锌片和铜片上端连接插入稀硫酸时铜片表面竟产生了气泡，并且电流表的指针发生了偏转,发现问题并提出质疑：铜片不能与硫酸反应，它表面缘何有气泡产生？

[设计意图] 通过实验,实物投影,学生清楚的观察到电流计指针发生偏转,锌片、铜片上产生大量气泡.说明反应过程中产生了电流.形象\\直观地展示了化学能转化为电能的过程,给学生造成强烈的视觉冲击.为后面分析原电池工作原理打下基础.

[教学环节6] 用动画构建原电池的模型

[教师活动] 【多媒体展示】Cu –Zn原电池微观粒子运动的动画模拟，并展示Cu片.Zn片上得失电子的反应式.

[板书]

铜片上: 2H++2e- =H2↑

锌片上: Zn-2e-=Zn2+

引导学生]这一装置中的能量是如何变化的？

[板书]

原电池的定义：将化学能转化成电能的装置叫原电池。

[学生活动] 通过观看模拟动画：学生了解到电子由锌片移动到铜片，溶液中阳离子往铜片移动，阴离子往锌片移动。

铜片上: 2H++2e- =H2↑ (还原反应)

锌片上: Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)

Zn+2H+=Zn2++H2↑

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

氧化还原反应

[回答]

化学能转化为电能

[设计意图] 通过具体生动的动画将学生看不见的微观世界宏观化从而帮助学生理解原电池的工作原理。

让学生从能量转化的观点揭示原电池的本质

[教学环节7] 引导分组实验，进行科学探究2

[教师活动] [过渡]电池形成了，而所有的电池都有正负极。那么我们的这个原电池的正负极分别是哪一极呢？怎样证明？

[引导学生讨论猜测]

[板书]

原电池正负极的判别：

1、从实验现象可判别正负极。

2、电子的流出极是负极。

3、失电子极是负极。

4、发生氧化还原的极。

[学生活动] 【学生讨论】由原电池学生联想到日常生活中使用的标明正负极的电池。

1、利用已有的物理知识电子的流动方向判别电机的正负。

2、利用电流表测已知正负极的电池，依据指针偏转方向做对比实验来确定原电池的正负极。

测量结果表明：Cu作正极，Zn作负极。

学生分组探究原电池的形成条件。并分组汇报：

[设计意图] 层层深入的设问引导学生积极思考问题,并能用已有知识去解决实际问题。

培养学生科学的探究方法。

[教学环节8] 引导分组实验，进行科学探究3

[教师活动] [过渡]原电池的组成部分有哪些？那么原电池的形成条件是怎样的呢？

改变试验的一个因子;

【引导】让学生认识到实验中三个变量之间的关系：电机材料：同种电极;不同种电极；电解质溶液：电解质与非电解质；通络：闭合回路的形成。暗示以此确定设计实验的探究方向。