教學(xué)設(shè)計

課程基本信息課題化學(xué)反應(yīng)與電能教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)是必修二第六章的第一節(jié)的內(nèi)容，是在化學(xué)反應(yīng)與熱能之后，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的另一種形式，化學(xué)反應(yīng)與電能，是對前一講的補(bǔ)充和完善；同時，從電子轉(zhuǎn)移的角度對氧化還原反應(yīng)進(jìn)行了更進(jìn)一步的認(rèn)識和深化；也為選擇性必修一中電化學(xué)知識的學(xué)習(xí)做好了鋪墊；原電池原理知識較為抽象，結(jié)合實驗探究的方式幫助學(xué)生理解；化學(xué)電源又與我們的生活息息相關(guān)，進(jìn)一步讓學(xué)生切身體會學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性。學(xué)習(xí)者情況分析本節(jié)課是高一必修二第六章第一節(jié)的內(nèi)容，此前同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識，明確了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了準(zhǔn)備；同時化學(xué)反應(yīng)與熱能的學(xué)習(xí)，讓同學(xué)們意識到物質(zhì)內(nèi)部是儲存有能量的，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能，也可以轉(zhuǎn)化為電能，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)做好了充足的準(zhǔn)備。學(xué)生已經(jīng)具有一定的設(shè)計實驗、操作實驗的能力，可以采用實驗探究式教學(xué)。教學(xué)目標(biāo)1．通過實驗探究原電池工作原理和構(gòu)成要素的過程,能自己設(shè)計原電池，并培養(yǎng)自主探索創(chuàng)新精神和交流合作學(xué)習(xí)習(xí)慣、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；2.通過原電池的學(xué)習(xí),體會提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性；3.了解化學(xué)電池的種類和特點，能夠書寫電極反應(yīng)方程式；并通過了解化學(xué)電源在實際生活中的應(yīng)用及廢舊電池的處理和利用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)方法小組合作、實驗探究、討論交流、歸納總結(jié)。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點：通過實驗探究，掌握原電池的工作原理和構(gòu)成要素，并能依據(jù)原理設(shè)計簡易原電池；2.能準(zhǔn)確判斷電池的正負(fù)極，正確書寫電極反應(yīng)式。教學(xué)難點：1.原電池的工作原理。2.常見化學(xué)電源的電極反應(yīng)式的書寫。教學(xué)過程【導(dǎo)入】同學(xué)們，大家好！請大家設(shè)想一個問題，假如世界上沒有電，我們的生活將會呈現(xiàn)怎樣的場景呢？（展示圖片）假如世界上沒有電，絢麗多彩的燈光秀表演將會黯然失色；假如世界上沒有電，我們夜晚回家的路會變得黑暗而漫長；假如世界上沒有電，我們將無緣溫馨的萬家燈火；假如世界上沒有電，出海遠(yuǎn)航的人們會在夜晚迷失方向，找不到回家的路；假如世界上沒有電，------電與我們的生活息息相關(guān)。沒有電的生活，我們是無法想象的。那么化學(xué)反應(yīng)與電有什么關(guān)系呢？如何將儲存在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢？目前，我國的電力來源主要是火力發(fā)電。那么發(fā)電廠是如何產(chǎn)生電能？發(fā)電原理又是什么呢？【板書】1.火力發(fā)電-間接轉(zhuǎn)化(1)火力發(fā)電原理：通過化石燃料燃燒時發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機(jī)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。間接實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)能量轉(zhuǎn)換過程：化學(xué)能eq\o(→,\s\up9(燃料燃燒))熱能eq\o(→,\s\up9(蒸汽輪機(jī)))機(jī)械能eq\o(→,\s\up9(發(fā)電機(jī)))電能。其中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是燃燒(氧化還原反應(yīng))。【過渡】由于火力發(fā)電歷經(jīng)多種能量形式的轉(zhuǎn)化，其能量損耗較為嚴(yán)重，能量利用率僅為38％左右。那么，有沒有一種裝置能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？任務(wù)一原電池活動一【實驗探究】6-3將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置注意規(guī)范操作實驗，觀察實驗現(xiàn)象并思考原因。【師生共同回顧總結(jié)】(1)實驗探究?eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(現(xiàn)象：Zn片上有氣泡產(chǎn)生，Cu片上無氣泡產(chǎn)生,離子方程式：Zn＋2H＋=H2↑＋Zn2＋))?eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(現(xiàn)象：Zn片溶解，Cu片上有大量氣泡產(chǎn)生，電流表,指針偏轉(zhuǎn),電極反應(yīng)：Zn極：Zn－2e－=Zn2＋,Cu極：2H＋＋2e－=H2↑,總反應(yīng)：Zn＋2H＋=H2↑＋Zn2＋,結(jié)論：導(dǎo)線中有電流通過，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能))【質(zhì)疑】該裝置是如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的呢？【師生共同探究】回顧實驗，總結(jié)分析，引入概念【板書】2.直接轉(zhuǎn)化—原電池①定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池。②本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進(jìn)行。負(fù)極：發(fā)生氧化反應(yīng)，電子流出。正極：發(fā)生還原反應(yīng)，電子流入?！窘處熤v解】師生共同回顧③工作原理：動畫演示“電子不下水，離子不上岸”【過渡】1、根據(jù)原電池原理，結(jié)合所給出的實驗用品，設(shè)計和制作簡易電池。2、討論交流【問題與討論】，體會總結(jié)原電池的構(gòu)成要素?；顒佣嶒炋骄吭姵氐臉?gòu)成要素小組實驗探究，討論交流。【師生共同總結(jié)】小組匯報交流結(jié)果，師生共同總結(jié)?！景鍟竣茉姵貥?gòu)成要素①原電池反應(yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。②具有活動性不同的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。③兩電極均插入電解質(zhì)溶液中。④電解質(zhì)溶液、電極、導(dǎo)線形成閉合回路?！具^渡】根據(jù)原電池的工作原理和構(gòu)成要素，設(shè)計簡易原電池?；顒尤O(shè)計原電池【講解】(1)依據(jù):已知一個可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),首先將其拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)；還原反應(yīng)在正極發(fā)生，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。(2)實例:以Fe+CuSO4====Cu+FeSO4為例【學(xué)生思考解答】設(shè)計原電池，寫出電極反應(yīng)，畫出裝置圖?！編熒庾x】【過渡】依據(jù)原電池的工作原理和構(gòu)成要素，分析常見化學(xué)電源的結(jié)構(gòu)及工作原理。任務(wù)二化學(xué)電池【任務(wù)驅(qū)動】日常生活中常用的鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)如圖,(1)你能判斷出它的正負(fù)極并指出其工作時電子的流向嗎?(1)負(fù)極：鋅粉正極：二氧化錳電解質(zhì)：氫氧化鉀(2)若該電池的總反應(yīng)式為Zn+2MnO2+2H2O====2MnOOH+Zn(OH)2,則其正極反應(yīng)式是什么?【講解】總反應(yīng)方程式==正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式分析負(fù)極變化得負(fù)極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2則總反應(yīng)方程式減去負(fù)極反應(yīng)式既得正極反應(yīng)式：MnO2+H2O+e-====MnOOH+OH-。【板書】二、化學(xué)電源干電池充電電池充電電池又稱_____電池,它在放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時可以_____進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。常見的充電電池主要有:___________、_________、___________?！咀灾魈骄俊坑煽偡匠淌骄毩?xí)電極反應(yīng)式的書寫。PbO2+Pb+2H2SO4====2PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O3．發(fā)展中的燃料電池【播放視頻】了解燃料電池的優(yōu)良性能，及工作原理。氫氧燃料電池(如圖所示)，請寫出其相應(yīng)的電極反應(yīng)式。因電解質(zhì)溶液為酸性電解質(zhì)，電池總反應(yīng)式:2H2+O2====2H2O負(fù)極:2H2-4e-====4H+正極:O2+4H++4e-====2H2O當(dāng)電解質(zhì)溶液為KOH溶液時:負(fù)極:2H2-4e-+4OH-====4H2O正極:O2+2H2O+4e-====4OH-【總結(jié)強(qiáng)調(diào)】電極反應(yīng)式的書寫注意事項：1.正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式==總反應(yīng)方程式。2.燃料電池的總反應(yīng)方程式一般為燃料的燃燒方程式。3.要充分考慮電解質(zhì)溶液的酸堿性，環(huán)境不同，反應(yīng)亦不同?！菊n堂小結(jié)】間接轉(zhuǎn)化—火力發(fā)電直接轉(zhuǎn)化原電池概念2.工作原理3.構(gòu)成要素化學(xué)電源一次電池2.二次電池3.燃料電池【隨堂檢測】下列裝置能形成原電池的是（）A.①②③⑦ B.①②⑤⑥C.①②③④ D.①②③⑥⑦2.某興趣小組設(shè)計的簡易原電池裝置如圖所示。該電池工作時,下列說法正確的是 ()A.鋅片作正極B.碳棒上有氣泡產(chǎn)生C.可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.電子由碳棒經(jīng)濾紙流向鋅片3.下列關(guān)于化學(xué)電池的說法不正確的是()A.一次電池內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行,如鋅錳干電池B.鉛酸蓄電池屬于二次電池,充電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C.充電電池放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時可逆向進(jìn)行D.鋰離子電池和燃料電池都是高效、安全、環(huán)保的新型化學(xué)電池4.某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn+2FeCl3====ZnCl2+2FeCl2,設(shè)計了如圖所示的原電池裝置,下列說法正確的是 ()A.Zn為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B.b電極反應(yīng)式為2Fe3++2e-==