第四單元化學反應(yīng)與電能(?單元教學設(shè)計)2024-2025學年??化學同步備課系列（?教版2019選擇性必修1）授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容：本節(jié)課主要內(nèi)容包括原電池的原理和應(yīng)用，涉及原電池的工作原理、電極反應(yīng)、電池電動勢和內(nèi)阻等知識點。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課與上一章節(jié)“氧化還原反應(yīng)”緊密相關(guān)，學生需要運用氧化還原反應(yīng)的知識來理解原電池的電極反應(yīng)。此外，本節(jié)課還與電化學知識有關(guān)，需要學生回顧電解質(zhì)溶液中離子的移動和電荷守恒等概念。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗探究原電池的工作原理，提高學生設(shè)計實驗、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)的能力。

2.增強學生的科學思維能力，引導學生運用氧化還原反應(yīng)的知識解釋電極反應(yīng)，培養(yǎng)邏輯推理和批判性思維能力。

3.強化學生的社會責任感，認識到化學反應(yīng)在能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護中的應(yīng)用，激發(fā)學生對科學技術(shù)的興趣和責任感。學情分析本節(jié)課面對的是高二年級的學生，他們在初中階段已經(jīng)學習了基礎(chǔ)的化學知識，對化學反應(yīng)有一定的了解。在知識層面，學生已經(jīng)掌握了氧化還原反應(yīng)的基本概念和規(guī)律，但對原電池這一較為復雜的電化學現(xiàn)象的理解可能存在困難。在能力方面，學生具備一定的實驗操作技能和數(shù)據(jù)分析能力，但獨立設(shè)計實驗和解決復雜問題的能力還有待提高。

在素質(zhì)方面，學生表現(xiàn)出較強的求知欲和好奇心，但部分學生在學習過程中可能缺乏持續(xù)性和耐心。行為習慣上，學生在課堂上能夠積極參與討論，但個別學生可能存在注意力不集中、參與度不高的情況。

這些學情特點對課程學習產(chǎn)生以下影響：首先，教學過程中需要注重啟發(fā)式教學，引導學生主動探究原電池的原理，以提高他們的科學探究能力。其次，針對學生已有的知識基礎(chǔ)，教師應(yīng)設(shè)計由淺入深的實驗和問題，幫助學生逐步理解原電池的工作機制。此外，為了培養(yǎng)學生的科學思維能力，教師應(yīng)鼓勵學生進行批判性思考，提出自己的觀點和假設(shè)。最后，針對學生的行為習慣，教師應(yīng)通過課堂管理和激勵措施，提高學生的課堂參與度和學習積極性，確保教學目標的實現(xiàn)。教學資源-軟硬件資源：多媒體教學設(shè)備（投影儀、電腦）、實驗臺、原電池實驗裝置（銅鋅電池、石墨電極、鹽橋等）、實驗記錄表、計時器。

-課程平臺：學校內(nèi)部教學平臺，用于發(fā)布教學資料和作業(yè)。

-信息化資源：原電池原理動畫、相關(guān)實驗視頻、電化學基礎(chǔ)知識電子書。

-教學手段：演示實驗、小組討論、問題引導式教學、課堂練習。教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過提問“你們在生活中遇到過哪些電池？”來引導學生思考電池在日常生活中的應(yīng)用，激發(fā)學生對原電池的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧氧化還原反應(yīng)的基本概念，強調(diào)氧化還原反應(yīng)在電池工作過程中的重要性。

2.新課呈現(xiàn)（約25分鐘）

-講解新知：

a.詳細講解原電池的構(gòu)成要素，包括電極、電解質(zhì)、鹽橋等。

b.解釋原電池的工作原理，闡述電極反應(yīng)和電動勢的概念。

c.講解電池電動勢和內(nèi)阻的關(guān)系，以及它們對電池性能的影響。

-舉例說明：

a.以銅鋅電池為例，展示正負極反應(yīng)的化學方程式，解釋電子的流動方向。

b.通過實際應(yīng)用中的電池（如手機電池、太陽能電池）說明原電池的工作原理。

-互動探究：

a.引導學生討論原電池在實際生活中的應(yīng)用，如發(fā)電、儲能等。

b.通過小組討論，讓學生嘗試設(shè)計簡單的原電池實驗，提出可能的實驗步驟和預(yù)期結(jié)果。

3.實驗操作（約15分鐘）

-學生活動：學生分組進行原電池實驗，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

-教師指導：教師巡回指導，解答學生在實驗過程中遇到的問題，確保實驗順利進行。

4.結(jié)果分析（約10分鐘）

-學生活動：各小組分享實驗結(jié)果，包括電極反應(yīng)、電流大小、電動勢等。

-教師總結(jié)：教師引導學生分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)原電池的工作原理和影響因素。

5.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：學生獨立完成課后習題，鞏固所學知識。

-教師指導：教師講解習題中的難點，幫助學生理解和掌握知識點。

6.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)：回顧本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)原電池的工作原理和意義。

-學生反思：引導學生思考原電池在能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護中的作用，以及如何提高電池的性能。

7.作業(yè)布置（約2分鐘）

-布置與原電池相關(guān)的課后作業(yè)，包括理論分析和實驗設(shè)計題目。

教學過程中，教師應(yīng)注重以下幾點：

-營造積極的學習氛圍，鼓勵學生提問和參與討論。

-結(jié)合實際案例，幫助學生理解抽象的電化學概念。

-通過實驗操作，讓學生親身體驗科學探究的過程。

-及時給予學生反饋，幫助學生鞏固所學知識。教學資源拓展1.拓展資源：

-電化學系列實驗：介紹一系列與電化學相關(guān)的實驗，如電解水實驗、銅鋅電池的電動勢測量、金屬腐蝕與防護實驗等。

-電池技術(shù)的發(fā)展：探討電池技術(shù)的發(fā)展歷程，包括干電池、蓄電池、燃料電池等不同類型的電池及其特點。

-電化學在工業(yè)中的應(yīng)用：介紹電化學在金屬冶煉、電鍍、電化學合成等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實例。

-電化學與環(huán)境保護：討論電化學在環(huán)境保護中的作用，如電化學處理廢水、廢氣等。

2.拓展建議：

-學生可以閱讀有關(guān)電化學的科普書籍，如《電池科學與技術(shù)》、《電化學原理與應(yīng)用》等，以加深對電化學基礎(chǔ)知識的理解。

-鼓勵學生參與學校的科學社團活動，如化學實驗小組，通過實際操作學習電化學實驗技能。

-建議學生關(guān)注電化學領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，如通過閱讀科學期刊、參加學術(shù)講座等方式，了解電化學在新能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

-組織學生進行小組研究項目，例如設(shè)計并制作簡易燃料電池，探討不同材料對電池性能的影響。

-引導學生進行跨學科學習，將電化學知識與其他學科如物理、材料科學等相結(jié)合，探索電化學在不同領(lǐng)域的交叉應(yīng)用。

-鼓勵學生參與社區(qū)服務(wù)活動，如在學校或社區(qū)舉辦電化學知識講座，向公眾普及電化學知識。

-建議學生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如教育平臺上的電化學視頻教程，進行自主學習和復習。

-通過在線論壇或社交媒體，學生可以與其他對電化學感興趣的同齡人交流學習心得，拓寬視野。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

在本節(jié)課的學習中，我們共同探討了原電池的原理和應(yīng)用。首先，我們回顧了氧化還原反應(yīng)的基本概念，了解了電池中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。接著，我們詳細學習了原電池的構(gòu)成要素，包括電極、電解質(zhì)、鹽橋等，并解釋了原電池的工作原理和電動勢的概念。通過實驗操作，我們觀察了電極反應(yīng)和電流的流動，進一步理解了原電池的工作機制。

在本節(jié)課的學習過程中，我們強調(diào)了以下幾點：

1.原電池的構(gòu)成要素：電極、電解質(zhì)、鹽橋。

2.原電池的工作原理：氧化還原反應(yīng)、電子流動、電動勢。

3.原電池的應(yīng)用：發(fā)電、儲能、金屬腐蝕與防護等。

當堂檢測：

1.選擇題（每題2分，共10分）

1.下列物質(zhì)中，不屬于原電池正極反應(yīng)物的是（）

A.CuSO4B.ZnSO4C.Cu(OH)2D.AgNO3

2.原電池的電動勢是由（）

A.電極反應(yīng)決定的B.電解質(zhì)濃度決定的

C.電極材料和電解質(zhì)決定的D.電池內(nèi)阻決定的

3.下列哪種情況會導致原電池的電動勢降低？（）

A.增加電解質(zhì)濃度B.增加電極面積C.減少電極面積D.降低電解質(zhì)濃度

4.原電池中，正極發(fā)生（）

A.還原反應(yīng)B.氧化反應(yīng)C.置換反應(yīng)D.水解反應(yīng)

5.下列哪種電池屬于原電池？（）

A.蓄電池B.燃料電池C.硅光電池D.鎘鎳電池

2.填空題（每題2分，共10分）

1.原電池由______、______和______組成。

2.原電池的電動勢是由______和______決定的。

3.在原電池中，負極發(fā)生______反應(yīng)，正極發(fā)生______反應(yīng)。

4.原電池的電動勢公式為______。

3.簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述原電池的工作原理。

2.解釋電動勢的概念，并說明其與電池性能的關(guān)系。板書設(shè)計①原電池構(gòu)成要素

-電極：活潑金屬（負極）、惰性電極（正極）

-電解質(zhì)：提供離子的溶液或熔融鹽

-鹽橋：連接兩半電池，維持電荷平衡

②原電池工作原理

-氧化還原反應(yīng)：負極失電子，正極得電子

-電子流動：通過外電路從負極流向正極

-離子流動：通過內(nèi)電路維持電荷平衡

③電動勢

-定義：電池兩端的電勢差

-公式：E=E°-(RT/nF)lnQ

-E°：標準電極電勢

-R：氣體常數(shù)

-T：溫度（開爾文）

-n：電子轉(zhuǎn)移數(shù)

-F：法拉第常數(shù)

-Q：反應(yīng)商

④原電池應(yīng)用

-發(fā)電：如汽車電池、手機電池

-儲能：如蓄電池

-金屬腐蝕與防護：如陰極保護法

-環(huán)境保護：如電化學廢水處理典型例題講解1.例題：已知銅鋅原電池中，鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)，銅電極發(fā)生還原反應(yīng)。寫出該原電池的電極反應(yīng)式。

解答：鋅電極（負極）發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn→Zn2?+2e?。銅電極（正極）發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu2?+2e?→Cu。

2.例題：計算銅鋅原電池的電動勢，已知標準電極電勢E°(Zn2?/Zn)=-0.76V，E°(Cu2?/Cu)=0.34V。

解答：電動勢E=E°(Cu2?/Cu)-E°(Zn2?/Zn)=0.34V-(-0.76V)=1.10V。

3.例題：在銅鋅原電池中，如果鋅電極的電極反應(yīng)速率是銅電極的兩倍，求電池的實際電動勢。

解答：由于鋅電極的電極反應(yīng)速率是銅電極的兩倍，說明鋅電極的反應(yīng)更活躍，因此實際電動勢會小于理論電動勢。但具體數(shù)值需要根據(jù)反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)條件來確定，這里無法直接計算。

4.例題：設(shè)計一個由銅和銀組成的原電池，寫出正負極的電極反應(yīng)式和電池的總反應(yīng)式。

解答：銅電極（負極）發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu→Cu2?+2e?。銀電極（正極）發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ag?+e?→Ag。電池的總反應(yīng)式為：Cu+2Ag?→Cu2?+2Ag。

5.例題：一個原電池的電動勢為1.5V，如果將電池中的電解質(zhì)溶液濃度加倍，電池的電動勢將如何變化？

解答：根據(jù)能斯特方程，電動勢E=E°-(RT/nF)lnQ，其中Q是反應(yīng)商。當電解質(zhì)溶液濃度加倍時，反應(yīng)商Q會發(fā)生變化，但由于電動勢E°和溫度T不變，因此電動勢E不會發(fā)生顯著變化。具體變化需要根據(jù)反應(yīng)商Q的變化來確定，這里無法直接計算。

6.例題：在銅鋅原電池中，如果將鋅電極換成鐵電極，電池的電動勢將如何變化？

解答：銅鋅原電池的電動勢E=E°(Cu2?/Cu)-E°(Zn2?/Zn)。如果將鋅電極換成鐵電極，新的電動勢E'=E°(Cu2?/Cu)-E°(Fe2?/Fe)。由于E°(Fe2?/Fe)的值與E°(Zn2?/Zn)不同，因此電池的電動勢將發(fā)生變化。具體變化需要根據(jù)E°(Fe2?/Fe)的值來確定。教學反思與總結(jié)今天的課過得真快，一轉(zhuǎn)眼就結(jié)束了。回過頭來看，我覺得這節(jié)課有幾個地方做得還不錯，也有一些地方需要改進。

首先，我覺得我在導入環(huán)節(jié)做得還可以。我通過提問的方式讓學生回憶了之前學過的氧化還原反應(yīng)，然后引出了今天要學習的原電池。這樣的導入既激發(fā)了學生的興趣，又復習了舊知識，為接下來的新課打下了基礎(chǔ)。

在教學過程中，我盡量用通俗易懂的語言解釋了原電池的原理，并結(jié)合了一些實際生活中的例子，比如手機電池、太陽能電池等，讓學生更容易理解。我覺得這個方法挺有效的，因為學生們的眼神中都能看到他們對這些例子的興趣。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如在講解電動勢的時候，有些學生顯得有些迷茫，可能是因為這個概念比較抽象。我覺得我可以嘗試用更多的實例來幫助學生理解，比如通過動畫演示或者實驗演示，讓他們直觀地看到電動勢的變化。

另外，我在課堂上的互動環(huán)節(jié)做得不夠。雖然我提出了幾個問題，但學生的參與度并不高，有些學生甚至顯得有些沉默。我覺得這可能是因為我沒有給