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2019-2020年高中化學(xué) 第二章第二節(jié) 化學(xué)能與電能教案3 新人教版必修2 一、教材分析 當(dāng)今社會(huì)，學(xué)生對(duì)“電”有著豐富而又強(qiáng)烈的感性認(rèn)識(shí)，當(dāng)學(xué)生知道了化學(xué)反應(yīng)中能量的相互轉(zhuǎn)化過程之后，對(duì)化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化問題產(chǎn)生濃厚的興趣。教材從能量轉(zhuǎn)化角度來引出這種實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置──原電池裝置，再通過“科學(xué)探究”進(jìn)一步挖掘原電池原理和組成條件，接著教材介紹根據(jù)此原電池原理制成的各種在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活中被廣泛應(yīng)用的原電池。教材緊密聯(lián)系生活實(shí)際，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，更重要的是啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。 二、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)目標(biāo)：初步認(rèn)識(shí)原電池的概念、原理、構(gòu)成條件。 2.能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維與探究能力，以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。 3.情感目標(biāo)：通過小組探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主探索創(chuàng)新精神和同學(xué)間的交流合作學(xué)習(xí)的協(xié)作精神，并通過實(shí)驗(yàn)不斷體現(xiàn)出由實(shí)踐→認(rèn)識(shí)→再實(shí)踐→再認(rèn)識(shí)的認(rèn)知過程。 三、設(shè)計(jì)思路 教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法。通過實(shí)驗(yàn)、分析、討論、總結(jié)、應(yīng)用等過程，誘導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、推理、探究。 教師創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，學(xué)生通過閱讀材料得到啟發(fā)，沿著伏打發(fā)明電池的歷程，設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探討原電池原理。然后開展第二個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)：通過提供材料，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分組討論、得出最佳方案，實(shí)驗(yàn)探討構(gòu)成原電池的條件。最后開展第三個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)：利用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)現(xiàn)有材料，制作水果電池，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)樂趣。 具體流程如下： 四、教學(xué)準(zhǔn)備 講授、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、多媒體輔助教學(xué)。 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：電流計(jì)，銅片、鐵片、鋅片、碳棒、干電池、稀硫酸、硫酸銅溶液、無水乙醇、蒸餾水、導(dǎo)線（帶鱷魚嘴）、燒杯、塑料棒、西紅柿等水果。 實(shí)驗(yàn)室的布置：將桌椅妥善安排，以便各個(gè)小組的四位成員開展小組討論和合作實(shí)驗(yàn)。 教具準(zhǔn)備：教師制作課件、銅鋅原電池工作原理的模擬動(dòng)畫、多媒體教學(xué)平臺(tái)。 五、教學(xué)過程 【引入】火力發(fā)電中能量是如何轉(zhuǎn)化的呢？ 火力發(fā)電是通過化石燃料燃燒(氧化還原反應(yīng))，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱水使之汽化為蒸汽推?dòng)蒸汽輪機(jī)，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃煤發(fā)電是從煤中的化學(xué)能開始的一系列能量轉(zhuǎn)換過程： 化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。 其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是使化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)鍵。 火力發(fā)電的好處：投資較少，建廠快，技術(shù)成熟，安全性能較高，原料較充分。 火力發(fā)電的弊?。簩?duì)環(huán)境污染較重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，能源利用率低。 火力發(fā)電的這些缺點(diǎn)催生了新的電能發(fā)生裝置，能不能找到一種裝置能把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能呢？ 【板書】第二節(jié)《化學(xué)能與電能》 【閱讀材料】《科學(xué)史話 伏打與電池的發(fā)明(一)》 1780年意大利著名生物學(xué)家伽伐尼在解剖青蛙時(shí)發(fā)現(xiàn)，已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。伽伐尼做了如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)1:用一枝銅鉤插入死青蛙的脊髓中，再掛在鐵欄桿上，當(dāng)青蛙腿碰到鐵欄桿時(shí)，就發(fā)生顫抖。 實(shí)驗(yàn)2:將青蛙放到銅制的解剖盤里，當(dāng)解剖刀接觸蛙腿時(shí)，蛙腿發(fā)生抽搐。 他根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出：青蛙自身肌肉和神經(jīng)里的“生物電”是導(dǎo)致抽搐的原因。1791年，伽伐尼發(fā)表了《論肌肉中的生物電》論文，引起廣泛關(guān)注。 善于質(zhì)疑的意大利物理學(xué)家伏打，提出了疑問：為什么只有青蛙腿和銅器和鐵器接觸時(shí)才發(fā)生抽搐？為此，他做了如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)1:將青蛙腿放在銅盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿抽搐。 實(shí)驗(yàn)2:將青蛙腿放在木盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿不動(dòng)。 經(jīng)過一番研究，伏打用實(shí)驗(yàn)推翻了伽伐尼的結(jié)論，他發(fā)現(xiàn)兩種活潑性不同的金屬同時(shí)接觸蛙腿，蛙腿就會(huì)抽搐，蛙腿只是起了顯示電流通過的作用，所謂特殊的“動(dòng)物電”是不存在的。 【提出問題】聯(lián)想到肌肉、神經(jīng)類似于能導(dǎo)電的電解質(zhì)的溶液，那么，電解質(zhì)溶液與活潑性不同的金屬作用會(huì)不會(huì)產(chǎn)生電流呢？請(qǐng)先做以下嘗試： 【安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)】 實(shí)驗(yàn)1 觀察記錄 結(jié)論（小組討論） 將鋅片和銅片平行插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象； 鋅片表面有氣泡生成 銅片面有無泡生成 Zn ＋2H＋＝Zn2+ ＋H2 銅不能與稀硫酸反應(yīng) 再使鋅片和銅片接觸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 銅片也有氣泡生成 為什么銅片表面有氣泡？H+得到的電子是銅失去的嗎？ 電子從鋅片轉(zhuǎn)移到銅片上，H+得到的電子不是銅失去的。 【提出問題】你的頭腦中產(chǎn)生了什么疑問？做一個(gè)合理的假設(shè)解釋你的疑問！ 【學(xué)生假設(shè)】假設(shè)：電子從鋅片跑到銅片上。 【追問】如何證明電路中有電子通過？ 【學(xué)生回答】用電流表檢驗(yàn)！將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接起來，在導(dǎo)線之間接入電流表。平行插入稀硫酸溶液中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 【教師】動(dòng)手試一下吧！ 【安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)】 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 觀察記錄 結(jié)論（小組討論） 實(shí)驗(yàn)2：將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接起來，在鋅片和銅片導(dǎo)線之間接入電流表。 電流表偏轉(zhuǎn) 1、電路中有電流通過； 2、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 【教師】電流表偏轉(zhuǎn)啦！電流產(chǎn)生啦！從能量變化的角度分析，這是什么裝置? 【生】化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 【板書】原電池定義：化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 【小組討論】 1．在鋅片和銅片表面分別發(fā)生了哪些變化？ 2．電子從哪里來，到哪里去？ 3.電池的正極和負(fù)極分別是什么？判斷依據(jù)是什么？ 4.溶液中有哪些看不見的動(dòng)作？ 【小組匯報(bào)】由于Zn失去的電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到Cu片上，故導(dǎo)線上有電流通過，因此電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由鋅片流向銅片，根據(jù)物理學(xué)知識(shí)，電子移動(dòng)方向與電流方向相反，電流由銅片流向鋅片，銅片為正極，鋅片為負(fù)極。負(fù)極(Zn)：Zn-2e-＝Zn2+正極（Cu）：2H+＋2e-＝H2 Zn失去電子成Zn2+進(jìn)入溶液，溶液中的陰離子移向負(fù)極Zn，陽離子移向正極Cu。 【教師總結(jié)板書】 【過渡】原電池是化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，那么，要構(gòu)成一個(gè)原電池需要哪些條件呢？ 【閱讀材料】《科學(xué)史話伏打與電池的發(fā)明(二)》 伏打指出，伽伐尼實(shí)驗(yàn)中連接起來的是兩種不同的金屬(他稱為第一類導(dǎo)體或干導(dǎo)體)和含液體的青蛙肌肉(他稱為第二類導(dǎo)體或濕導(dǎo)體)。伏打把不同的金屬板浸入同一種電解液里，組成了第一個(gè)直流電源──伏打電池。他用幾個(gè)容器盛了鹽水，把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來，電流就產(chǎn)生了。 【提出問題】根據(jù)已具備的氧化還原反應(yīng)知識(shí)和上述信息，你認(rèn)為構(gòu)成原電池的條件是什么？說出你的想法并與同伴交流。 【學(xué)生假設(shè)】原電池組成：兩塊電極（正、負(fù)極）和電解質(zhì)溶液。 【小組討論】下列裝置能否構(gòu)成原電池。如果你還有疑問，你可用下列藥品：Zn片、Cu片、石墨棒、Fe釘、稀硫酸、無水乙醇、導(dǎo)線、CuSO4溶液、電流表、燒杯等設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明你的想法。 【教師總結(jié)】形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極──負(fù)極：較活潑的金屬；正極：較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體石墨等；形成條件二：電極需插在電解質(zhì)溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路。用一句話可概括為“兩極─液成回路” 【板書】構(gòu)成原電池條件：“兩極─液成回路”。 【提問】有新發(fā)現(xiàn)的請(qǐng)舉手，還有什么實(shí)驗(yàn)方案在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件無法驗(yàn)證的? 【學(xué)生】原電池反應(yīng)必須是自發(fā)氧化還原反應(yīng)。 【過渡】根據(jù)構(gòu)成原電池的條件，你是不是很想自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)原電池呢？ 【安排學(xué)生活動(dòng)】有下列材料：電極（Zn片、Cu片、石墨棒、Fe釘?shù)热芜x）、導(dǎo)線、水果（西紅柿2個(gè)）、電流計(jì)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的裝置。方式：最好先獨(dú)立設(shè)計(jì)，并動(dòng)手試驗(yàn)，邊做邊改進(jìn)，也可與鄰座同學(xué)相互討論和觀摩，或請(qǐng)老師指導(dǎo)。 我設(shè)計(jì)的原電池 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 電流表是否偏轉(zhuǎn) 能否構(gòu)成原電池 結(jié) 論 【教師評(píng)價(jià)】提供參考設(shè)計(jì)。 【課堂練習(xí)】請(qǐng)你當(dāng)醫(yī)生：格林太太是位漂亮、開朗、樂觀的婦女,當(dāng)她在開懷大笑的時(shí)候，人們才可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊而潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金的—這是格林太太富有的標(biāo)志；另一顆是不銹鋼做的—這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不解的是，打從車禍以后，格林太太經(jīng)常頭痛，夜間失眠，心情煩躁……你能為格林太太開一個(gè)藥方嗎？ 【課后作業(yè)】 1、完成探究：完成探究活動(dòng)表。 2、解決問題：了解一個(gè)真正的電池，看看哪些地方運(yùn)用到今天大家的研究成果。 3、搜集關(guān)于廢舊電池中存在的物質(zhì)，廢舊電池隨便丟棄會(huì)對(duì)環(huán)境造成哪些不良影響？ 六、板書設(shè)計(jì) 第二節(jié)《化學(xué)能與電能》 一、原電池定義：化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 二、 教學(xué)反思 本案例是一節(jié)以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)探究式新課。在教學(xué)中，讓實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)的一部分，通過自主實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)引導(dǎo)，小組合作，討論分析等方法，讓實(shí)驗(yàn)成為幫助學(xué)生開展探究活動(dòng)的積極手段，并在其過程中培養(yǎng)他們基本技能，激發(fā)他們的探究熱情，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。從整節(jié)課的教學(xué)過程來看，它重在探究、重實(shí)踐。在實(shí)驗(yàn)探究中，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣獲得知識(shí)，更能啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)新的局面。在實(shí)踐中學(xué)會(huì)交流，學(xué)會(huì)合作，并意識(shí)到合作是學(xué)習(xí)的有效途徑，培養(yǎng)集體意識(shí)，很好實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)的情感目標(biāo)。從整體教學(xué)效果來看，通過學(xué)生的大膽猜想和有目的的實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握是相當(dāng)不錯(cuò)的，原電池的原理及形成條件，學(xué)生都能輕松、愉快地掌握并應(yīng)用，為后面的新內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，通過實(shí)踐──認(rèn)識(shí)──再實(shí)踐的親身體驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程，加深了對(duì)知識(shí)的理解。更重要的是，也讓學(xué)生充分展示自己的機(jī)會(huì)，使課堂圍繞學(xué)生為中心的教學(xué)活動(dòng)，真正體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,大大激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。