第一節(jié)原電池教學設(shè)計-2025-2026學年高中化學選修4化學反應(yīng)原理人教版科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第一節(jié)原電池教學設(shè)計-2025-2026學年高中化學選修4化學反應(yīng)原理人教版設(shè)計意圖本節(jié)課旨在通過“第一節(jié)原電池”的教學，使學生掌握原電池的構(gòu)成、原理以及工作過程，培養(yǎng)學生運用化學反應(yīng)原理分析實際問題的能力。通過實驗探究和理論知識講解，幫助學生建立化學與生活、科技的聯(lián)系，提高學生的科學素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標分析培養(yǎng)學生科學探究精神，通過實驗探究原電池的構(gòu)成和工作原理，提升學生的實驗操作技能和觀察能力。增強學生的科學思維，引導學生運用化學原理分析實際問題，提高學生的邏輯推理和批判性思維能力。同時，培養(yǎng)學生社會責任感，認識到化學在能源和環(huán)境中的應(yīng)用，激發(fā)學生對化學學科的興趣和熱愛。教學難點與重點1.教學重點

①原電池的構(gòu)成要素和作用原理；

②原電池反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移和電化學反應(yīng)；

③原電池電動勢和電流的關(guān)系，以及如何計算電動勢。

2.教學難點

①理解并區(qū)分原電池的正負極反應(yīng)和電極反應(yīng)；

②掌握原電池設(shè)計的原則，包括電極材料選擇、電解質(zhì)溶液的選擇等；

③分析實際原電池裝置中的電流和電壓變化，解釋電池工作過程中的能量轉(zhuǎn)換和損耗；

④將原電池原理應(yīng)用于實際能源轉(zhuǎn)換和儲存技術(shù)，如燃料電池等。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《化學反應(yīng)原理》選修4人教版教材。

2.輔助材料：準備與原電池相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，用于輔助講解和演示。

3.實驗器材：準備原電池實驗裝置，包括鋅片、銅片、鹽橋、電解質(zhì)溶液等，確保器材的完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實驗操作臺，確保學生能夠順利進行實驗和討論。教學過程設(shè)計一、導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于電池在日常生活中應(yīng)用的短視頻，如手機充電、電動車行駛等。

2.提出問題：電池是如何工作的？它將化學能轉(zhuǎn)化為電能的原理是什么？

3.引導學生思考：電池的能量轉(zhuǎn)換過程是否與化學反應(yīng)有關(guān)？

二、講授新課（15分鐘）

1.原電池的構(gòu)成要素（5分鐘）

-講解原電池的構(gòu)成：兩個電極、電解質(zhì)溶液、鹽橋。

-舉例說明不同類型的原電池，如丹尼爾電池、鋅-銅電池等。

2.原電池的工作原理（5分鐘）

-講解電子轉(zhuǎn)移和電化學反應(yīng)在原電池中的作用。

-通過動畫演示原電池的工作過程，幫助學生理解正負極反應(yīng)。

3.原電池電動勢和電流的關(guān)系（5分鐘）

-講解電動勢的概念和計算方法。

-舉例說明電動勢與電流的關(guān)系，如電流強度對電池工作的影響。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.課堂練習（5分鐘）

-學生獨立完成教材中的練習題，鞏固對原電池原理的理解。

-教師巡視指導，解答學生疑問。

2.小組討論（5分鐘）

-學生分組討論原電池在實際生活中的應(yīng)用，如太陽能電池、燃料電池等。

-每組選派代表分享討論成果，教師點評并總結(jié)。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問環(huán)節(jié)（5分鐘）

-教師提出與原電池相關(guān)的問題，如“如何提高原電池的電動勢？”、“原電池在能量轉(zhuǎn)換過程中有哪些優(yōu)點和缺點？”等。

-學生積極回答問題，教師給予點評和指導。

五、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)問題情境（2分鐘）

-教師提出一個與原電池相關(guān)的問題，如“如何設(shè)計一個高效的原電池？”

2.學生分組討論（2分鐘）

-學生分組討論，提出設(shè)計方案，分享討論成果。

3.教師點評（1分鐘）

-教師對學生的設(shè)計方案進行點評，指出優(yōu)點和不足，引導學生進一步思考。

六、總結(jié)與拓展（5分鐘）

1.總結(jié)本節(jié)課所學內(nèi)容（2分鐘）

-教師總結(jié)原電池的構(gòu)成、工作原理、電動勢和電流的關(guān)系等知識點。

2.拓展思考（3分鐘）

-引導學生思考原電池在能源、環(huán)保等方面的應(yīng)用前景，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

總用時：45分鐘知識點梳理1.原電池的構(gòu)成

-兩個電極：通常是不同活潑性的金屬或金屬與非金屬。

-電解質(zhì)溶液：提供離子，允許離子在電極間移動。

-鹽橋：連接兩個半電池，維持電解質(zhì)溶液的電中性。

2.原電池的工作原理

-電極反應(yīng)：氧化反應(yīng)在負極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生。

-電子轉(zhuǎn)移：電子從負極流向正極，通過外部電路。

-電化學反應(yīng)：電極上的化學反應(yīng)導致電子轉(zhuǎn)移。

3.原電池電動勢

-定義：原電池兩端的電勢差。

-計算公式：E=E(正極)-E(負極)，其中E(正極)和E(負極)分別為正負極的標準電極電勢。

-影響因素：電極材料、電解質(zhì)溶液的濃度、溫度等。

4.原電池的電流

-電流的產(chǎn)生：電子通過外部電路流動產(chǎn)生電流。

-電流強度：由電池的電動勢和外部電阻決定，遵循歐姆定律。

-電流的方向：從正極流向負極。

5.原電池的效率

-定義：電池輸出功率與輸入化學能的比值。

-影響因素：電池的電動勢、內(nèi)阻、外部負載等。

6.原電池的類型

-干電池：如鋅-碳電池、堿性電池等。

-濕電池：如鉛酸電池、鎳氫電池等。

-燃料電池：直接將化學能轉(zhuǎn)化為電能，如氫燃料電池。

7.原電池的應(yīng)用

-便攜式電子設(shè)備：手機、筆記本電腦等。

-電動車：提供動力源。

-電力儲存：如家用儲能電池系統(tǒng)。

-可再生能源：如太陽能電池板。

8.原電池的設(shè)計原則

-選擇合適的電極材料：根據(jù)所需的電動勢和化學穩(wěn)定性。

-選擇合適的電解質(zhì)溶液：根據(jù)所需的離子導電性和化學穩(wěn)定性。

-優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)：降低內(nèi)阻，提高電池的功率輸出。

9.原電池的維護

-避免過度放電：防止電池損壞。

-定期充電：保持電池的最佳性能。

-避免高溫和低溫：影響電池的壽命和性能。

10.原電池的環(huán)境影響

-廢舊電池的處理：防止有害物質(zhì)泄漏到環(huán)境中。

-可再生能源電池：減少對環(huán)境的影響。課后作業(yè)1.實驗設(shè)計題：

設(shè)計一個簡單的原電池實驗，使用鋅片和銅片作為電極，食鹽水作為電解質(zhì)溶液。描述實驗步驟，預(yù)測實驗現(xiàn)象，并解釋實驗結(jié)果。

答案：實驗步驟包括將鋅片和銅片分別插入食鹽水溶液中，用導線連接兩個電極，并用電壓表測量電動勢。預(yù)期現(xiàn)象是鋅片逐漸溶解，銅片上可能有氣泡產(chǎn)生。實驗結(jié)果表明，鋅片作為負極發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片作為正極發(fā)生還原反應(yīng)，電動勢符合理論計算值。

2.電極反應(yīng)分析題：

在一個原電池中，已知正極材料為銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液。請寫出正負極的電極反應(yīng)方程式。

答案：負極反應(yīng)：Cu→Cu2?+2e?

正極反應(yīng)：Cu2?+2e?→Cu

3.電動勢計算題：

一個原電池由鋅和銀電極構(gòu)成，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。已知標準電極電勢為Zn2?/Zn=-0.76V，Ag?/Ag=+0.80V。計算該原電池的標準電動勢。

答案：E°=E(正極)-E(負極)=+0.80V-(-0.76V)=+1.56V

4.電化學應(yīng)用題：

解釋為什么鉛酸電池在電動車中非常受歡迎，并列舉鉛酸電池的兩個主要優(yōu)點。

答案：鉛酸電池在電動車中受歡迎的原因包括：

-高能量密度：可以提供足夠的電量支持電動車的續(xù)航。

-穩(wěn)定的輸出電壓：在放電過程中電壓變化較小，保證電動車性能穩(wěn)定。

優(yōu)點包括：

-成本低：鉛酸電池生產(chǎn)成本低，維護簡單。

-環(huán)境友好：鉛酸電池回收和處理相對容易，對環(huán)境的影響較小。

5.電極材料選擇題：

選擇一個合適的電極材料來設(shè)計一個高電動勢的原電池，并說明選擇該材料的原因。

答案：選擇鉑（Pt）作為電極材料。原因如下：

-高化學穩(wěn)定性：鉑在多種電解質(zhì)溶液中均具有良好的化學穩(wěn)定性。

-高電導率：鉑具有較高的電導率，可以減少電池的內(nèi)阻。

-適用于多種電極反應(yīng)：鉑可以適應(yīng)多種電極反應(yīng)，提高電池的電動勢。課堂小結(jié)，當堂檢測一、課堂小結(jié)

1.回顧原電池的基本概念和構(gòu)成要素，強調(diào)兩個電極、電解質(zhì)溶液和鹽橋的重要性。

2.總結(jié)原電池的工作原理，重點講解電子轉(zhuǎn)移和電化學反應(yīng)的過程。

3.解釋電動勢的概念和計算方法，以及電動勢與電流、電壓的關(guān)系。

4.強調(diào)原電池在日常生活和工業(yè)中的應(yīng)用，如干電池、濕電池、燃料電池等。

5.分析原電池設(shè)計的原則，包括電極材料選擇、電解質(zhì)溶液選擇和電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

6.提醒學生注意原電池的維護和環(huán)境保護，特別是廢舊電池的處理。

二、當堂檢測

1.基礎(chǔ)知識檢測（10分鐘）

-問題1：原電池由哪幾個部分構(gòu)成？

-問題2：電子在原電池中的流動方向是怎樣的？

-問題3：電動勢的定義是什么？如何計算？

2.應(yīng)用題檢測（10分鐘）

-問題1：設(shè)計一個簡單的原電池實驗，描述實驗步驟并預(yù)測實驗現(xiàn)象。

-問題2：在鋅-銅原電池中，寫出正負極的電極反應(yīng)方程