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2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》教案9 蘇教版選修2 科 目 高一化學(xué) 主 備 時(shí) 間 課 題 化學(xué)能與電能 課 時(shí) 總第 課時(shí) 三 維 目 標(biāo) 知識(shí)與技能 學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念。 過程與方法 學(xué)生通過對(duì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，理解科學(xué)探究的意義，理解科學(xué)探究的基本過程和方法，初步養(yǎng)成科學(xué)探究的能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 學(xué)生通過探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的奧秘，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。 教 學(xué) 重 點(diǎn) 原電池的構(gòu)成條件 教 學(xué) 難 點(diǎn) 原電池的工作原理 教 學(xué) 過 程 設(shè) 計(jì)（教 法、學(xué) 法、課 練、作 業(yè)） 一、課前預(yù)習(xí) 1、分析火力發(fā)電的利弊 2、氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 3、原電池的概念，工作原理和本質(zhì) 4、原電池的構(gòu)成條件 二、講授新課 【問題探討】在火力發(fā)電的過程中，能量是怎樣進(jìn)行轉(zhuǎn)換的？ 【學(xué)生分組討論得出結(jié)論】在火力發(fā)電過程中，經(jīng)歷了一系列的能量轉(zhuǎn)換： 電能 發(fā)電機(jī) 機(jī)械能 熱能 蒸汽 化學(xué)能 燃燒 【問題探討】在火力發(fā)電過程中，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能，由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能源利用率低，造成能源極度浪費(fèi)。那么能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，提高能量的利用率？ 【設(shè)置階梯式問題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行探究思路引導(dǎo)】 問題1：氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不經(jīng)過熱能，而直接轉(zhuǎn)化為電能，所要解決的第一問題是什么？（電子的定向移動(dòng)形成電流） 問題2：若將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，那么，怎樣架設(shè)橋梁使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，同時(shí)形成電流？ 問題3：怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子流過？如何從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題？ 【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生組成課題學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論，交流，初步了解科學(xué)探究步驟，建立科學(xué)探究模型，并試著設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。 【科學(xué)探究】如何將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能？ 【學(xué)生組成課堂學(xué)習(xí)小組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，分組實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄，小組成員交流探討】 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)步驟 在小燒杯（50ml）加入一定量稀硫酸和一塊鋅片 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 用化學(xué)方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H＋的？ 問題3：怎樣想辦法使Zn和H＋分開，不讓H＋直接在Zn表面得電子？ 列出你對(duì)問題3的看法 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)2 實(shí)驗(yàn)步驟 在實(shí)驗(yàn)1再插入銅片，觀察一段時(shí)間，使銅片與鋅片接觸，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 用化學(xué)方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H＋的？ 問題3：H＋得到的電子是Cu失去的嗎？Cu在這一過程中起什么作用？ 問題4：怎樣想辦法讓這種電子的轉(zhuǎn)移變成電流？ 列出你對(duì)問題4的看法 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)3 實(shí)驗(yàn)步驟 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 用化學(xué)方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：電子從Zn到溶液中H＋經(jīng)歷了哪種途徑？ 問題3：導(dǎo)線在這個(gè)過程中起到什么作用？ 問題4：你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子流過？怎樣才能知道導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向？ 組內(nèi)交流 列出想法 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)4 實(shí)驗(yàn)步驟 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，插入盛有稀硫酸的燒杯中，在導(dǎo)線之間接入靈敏電流計(jì)，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 用化學(xué)方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：電子從Zn到溶液中H＋經(jīng)歷了哪種途徑？ 問題3：電流計(jì)在這個(gè)過程中起什么作用？ 組內(nèi)交流 列出想法 【學(xué)生通過上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探討交流，得出結(jié)論】要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，必須將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在不同區(qū)域進(jìn)行，同時(shí)架設(shè)橋梁，使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，形成電流，這樣將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 【學(xué)生活動(dòng)】分析在Zn－Cu原電池中鋅片和兩個(gè)區(qū)域得失電子情況，并試著用式子表示出來。 鋅片：Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反應(yīng)） 銅片：2H+＋2e－＝H2↑（還原反應(yīng)） 總反應(yīng)式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑ 【教師引導(dǎo)，學(xué)生歸納，共同得出結(jié)論】 原電池中的電極名稱： 負(fù)極：電子流出的一極（如上述原電池中的鋅片）； 正極：電子流入的一極（如上述原電池中的銅片）； Zn Cu H+ Zn2＋ G H2SO4 電極反應(yīng)式：表示負(fù)極、正極得失電子的情況的式子。 【過渡】上面我們通過實(shí)驗(yàn)探究了原電池的工作原理，初步形成了原電池的概念，那么，原電池式由哪些部分組成的？即：原電池的構(gòu)成條件是什么？ 【科學(xué)探究】原電池的構(gòu)成條件。 【探究目標(biāo)】根據(jù)已有的氧化還原反應(yīng)知識(shí)和電學(xué)知識(shí)，利用已有的實(shí)驗(yàn)用品，設(shè)計(jì)一套原電池裝置，探究原電池的構(gòu)成條件。 主要用品：銅片、鋅片各兩塊，稀硫酸、導(dǎo)線、電流計(jì)。 【設(shè)置階梯式問題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行探究思路引導(dǎo)】 問題1：如果兩極材料相同和不相同時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 問題2：如果兩個(gè)電極在同一容器和不同容器中，將會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 【歸納總結(jié)】構(gòu)成原電池的條件： 1、具有能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)； 2、有兩個(gè)用導(dǎo)線相連的活動(dòng)性不同的電極； 3、有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)； 4、電極和電解質(zhì)溶液形成閉合回路。 【思考交流】在銅鋅原電池中，如果用的是純鋅，則在鋅片表面幾乎觀察不到氣泡，而在實(shí)驗(yàn)中我們所用的是粗鋅（含有碳），在鋅片和銅片表面多有氣泡產(chǎn)生，你現(xiàn)在能解釋這種現(xiàn)象嗎？ 【課堂練習(xí)】 1如下圖所示的裝置能夠組成原電池且產(chǎn)生電流的是（ ） G G G G 稀硫酸 A 稀硫酸 B 硫酸銅溶液 C 乙醇水溶液 D 銅 銀 銅 鋅 銅 鋅 鋅 銅 2、下列燒杯中盛有的都是稀硫酸，其中在銅電極能產(chǎn)生氣泡的是（ ） 鋅 銅 銀 銅 銀 銅 鋅 銅 A B C D 3、把啊a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，外電路的電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋? ） A、a>b>c>d B、a>c>d>b C、c>a>d>b D、b>d>c>a 【作業(yè)布置】導(dǎo)學(xué)練 P24 1～8題 【板書設(shè)計(jì)】 第二節(jié) 化學(xué)能與電能 一、原電池 將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 二、原電池的工作原理 三、原電池中的電極名稱： 負(fù)極：電子流出的一極 正極：電子流入的一極 四、構(gòu)成原電池的條件： 1、具有能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)； 2、有兩個(gè)用導(dǎo)線相連的活動(dòng)性不同的電極； 3、有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)； 4、電極和電解質(zhì)溶液形成閉合回路。 教后記：