第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 教材分析 化学能与电能,是化学学科的理论性知识之一,以氧化还原反应原理为依托 是对其本质的拓展和应用。因为学生在初中化学初步学习了“化学与能源”,在 选修模块4将系统深入地学习化学反应与能量,本节为选修模块的学习奠定了基 础。本节涉及到以下知识:氧化还原反应;能量的转换;原电池原理的应用;电 解质溶液、金属的活泼性;物理学科的电学知识。通过本节课的学习,学生从实 践到理论,以及从理论到实践的认知规律将会有很大的提高。而且原电池在实际 生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛,因此学好本节知识,具有重要的 理论意义和现实意义。 学情分析: 学生在初中的学习过程中已了解金属活动性,在必修一的学习中了解了氧化 还原反应,通过对物理学科电学的学习也有一定的电学知识。因此,已经具备学 习本课的的理论基础。新课程背景下要求学生自主探索,主动求知,学会收集、 分析和利用各种信息及信息资源,并以此发展学生的实践能力、创新精神,合作 与分享意识、社会交往能力和社会责任感。因此,在设计《化学能与电能》这节 课时,我采用学案导学、分组实验和小组讨论的形式让学生自主探索问题,分析 问题,解决问题,强化学生的探究意识;以实验现象激发学生的探究兴趣,引发 学生通过对实验现象的观察,实验原理的分析,真正理解了原电池的本质(氧化 还原反应),分析归纳构成原电池的条件。这样,学生不仅掌握了化学知识和规 律,而且获得了探求知识的途径与方法。 教学目标 知识与技能:1、了解原电池原理,能写出电极反应和电池反应方程式 2、初步了解原电池的装置。 过程与方法:通过对化学能转化为电能的学习,体验科学探究的过程,理解科学 探究的意义、基本过程和方法 情感态度与价值观:关注化学科学对个人生活和社会发展的贡献,关注能源问题, 逐步形成正确的能源观。 教学重点:认识原电池的工作原理;形成原电池的概念 教学难点:用已经学过的有关知识探究化学能转化为电能的条件和装置 教学方法:实验探究法、小组讨论 仪器用品:仪器:电流表、导线、小烧杯。 药品:稀硫酸、铜片、锌片。 学生自备:苹果(西红柿) 设计流程 (一)课前学习 1、旧知回顾,复习氧化还原反应 自主学习:能源分类及火电站工作原理 (二)课堂学习: 1、思考交流锌与稀硫酸反应电子转移情况 2、小组合作完成实验
第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 教材分析： 化学能与电能，是化学学科的理论性知识之一，以氧化还原反应原理为依托 是对其本质的拓展和应用。因为学生在初中化学初步学习了“化学与能源”，在 选修模块 4 将系统深入地学习化学反应与能量，本节为选修模块的学习奠定了基 础。本节涉及到以下知识：氧化还原反应；能量的转换；原电池原理的应用；电 解质溶液、金属的活泼性；物理学科的电学知识。通过本节课的学习，学生从实 践到理论，以及从理论到实践的认知规律将会有很大的提高。而且原电池在实际 生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有重要的 理论意义和现实意义。 学情分析： 学生在初中的学习过程中已了解金属活动性，在必修一的学习中了解了氧化 还原反应，通过对物理学科电学的学习也有一定的电学知识。因此，已经具备学 习本课的的理论基础。新课程背景下要求学生自主探索，主动求知，学会收集、 分析和利用各种信息及信息资源，并以此发展学生的实践能力、创新精神，合作 与分享意识、社会交往能力和社会责任感。因此，在设计《化学能与电能》这节 课时，我采用学案导学、分组实验和小组讨论的形式让学生自主探索问题，分析 问题，解决问题，强化学生的探究意识；以实验现象激发学生的探究兴趣，引发 学生通过对实验现象的观察，实验原理的分析，真正理解了原电池的本质（氧化 还原反应），分析归纳构成原电池的条件。这样，学生不仅掌握了化学知识和规 律，而且获得了探求知识的途径与方法。 教学目标： 知识与技能：1、了解原电池原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2、初步了解原电池的装置。 过程与方法：通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学 探究的意义、基本过程和方法。 情感态度与价值观：关注化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题， 逐步形成正确的能源观。 教学重点：认识原电池的工作原理；形成原电池的概念 教学难点：用已经学过的有关知识探究化学能转化为电能的条件和装置 教学方法：实验探究法、小组讨论 仪器用品：仪器：电流表、导线、小烧杯。 药品：稀硫酸、铜片、锌片。 学生自备：苹果（西红柿） 设计流程： （一）课前学习： 1、旧知回顾，复习氧化还原反应 2、自主学习：能源分类及火电站工作原理 （二）课堂学习： 1、思考交流 锌与稀硫酸反应电子转移情况 2、小组合作完成实验
先向小烧杯中倒入约3om稀硫酸,然后将锌片和铜片分别连接在和电流 表相连的导线上,再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中 (注意锌和铜不要接触)观察铜片上的现象及电流表指针是否偏转 现象 铜片 气泡产生 电流表指针 稀硫酸 3、小组讨论 (1)根据提示谈论出现上述实验现象的原因 (三)归纳总结 ①原电池概念:原电池:将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 ②原电池组成:外电路:导线、电流表;内电路:正负电极、电解质溶 液 ③原电池工作原理: (a)外电路中:电子从负极经过导线流向正极 (b)内电路中:负极,失电子(带正电荷)发生氧化反应 正极,得电子(带负电荷)发生还原反应 阳离子向正极移动,阴离子向负极移动 负极反应:Zn-2e=Zn2+ 正极反应:2H++2e=H2↑ 总反应:Zn+2H+=Zn2+H2↑ (②)根据原电池原理分析下列装置能否形成原电池并解释原因 ZI Zn - C Z C 稀硫酸 稀硫酸 NaCI溶液 Zn Cu 稀硫酸 酒精 稀硫酸 以此归纳原电池形成的条件 (a)两种活泼性不同的金属(或一种金属和另一种非金属导体)构成电 极 比较活泼的金属做负极,相对不活泼的金属、石墨等做正极 (b)电解质溶液。 (c)电极用导线相联构成闭合
Zn Cu 稀硫酸 先向小烧杯中倒入约 30ml 稀硫酸，然后将锌片和铜片分别连接在和电流 表相连的导线上，再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中 （注意锌和铜不要接触）观察铜片上的现象及电流表指针是否偏转 3、小组讨论 (1) 根据提示谈论出现上述实验现象的原因 （三）归纳总结： ①原电池概念：原电池：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 ②原电池组成：外电路：导线、电流表；内电路：正负电极、电解质溶 液。 ③原电池工作原理： （a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极； （b）内电路中： 负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应； 正极，得电子（带负电荷）发生还原反应； 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 负极反应：Zn-2e-=Zn2+ 正极反应：2H++2e-=H2↑ 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ (2)根据原电池原理分析下列装置能否形成原电池并解释原因 以此归纳原电池形成的条件 (a)两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电 极。 比较活泼的金属做负极，相对不活泼的金属、石墨等做正极 (b)电解质溶液。 (c)电极用导线相联构成闭合。 现象 铜片 表面＿＿＿气泡产生 电流表指针
(d)有一个自发的氧化还原反应。 (四)巩固练习(题见学案) (五)趣味实验:小组合作完成水果原电池实验 (六)板书设计: 1、原电池概念:原电池:将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、原电池组成:外电路:导线、电流表;内电路:正负电极、电解质 溶液 3、原电池工作原理: (a)外电路中:电子从负极经过导线流向正极; (b)内电路中:负极,失电子(带正电荷)发生氧化反应: 正极,得电子(带负电荷)发生还原反应; 阳离子向正极移动,阴离子向负极移动 负极反应:Zn-2e=Zn2+ 正极反应:2 总反应:Zn+2H=Zn2+H2↑ 4、原电池形成的条件 (a)两种活泼性不同的金属(或一种金属和另一种非金属导体)构成电 极 比较活泼的金属做负极,相对不活泼的金属、石墨等做正极 (b)电解质溶液 (c)电极用导线相联构成闭合。 (d)有一个自发的氧化还原反应 (七)作业布置 1、课后探究 2、课后习题 教学反思:本节课通过教师引导、学生讨论、分组实验的形式展开。激发了学 生的学习兴趣,同时也锻炼了学生的动手能力,学生学习效率较高。 学生通过对原电池工作原理的讨论对很自然的就判断出原电池的 正、负极。在以后的教学中要注重学生的讨论和分组实验,激发学 生学习兴趣,提高学习效率。 附学案设计: 课前学习: 1、旧知回顾: (1)以镁和稀硫酸反应为例分析 ①该反应是否为氧化还原反应 ② 元素的化合价升高, 电子,被 称为剂 硫酸中 元素化合价降低, 电子,被 称为剂。 ③氧化还原反应的本质 2、自主学习 (1)能源的分类:一次能源 (举例) 二次能源 (举例) (2)看课本40页图2-8了解火电站工作原理 燃料燃烧(能转化为_能)→加热水使水汽化为蒸气推动蒸汽 轮机(能转化为)→带动发电机发电(能转化为电
（d）有一个自发的氧化还原反应。 （四）巩固练习（题见学案） （五）趣味实验：小组合作完成水果原电池实验 （六）板书设计： 1、原电池概念：原电池：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、原电池组成：外电路：导线、电流表；内电路：正负电极、电解质 溶液。 3、原电池工作原理： （a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极； （b）内电路中： 负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应； 正极，得电子（带负电荷）发生还原反应； 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 负极反应：Zn-2e-=Zn2+ 正极反应：2H++2e-=H2↑ 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 4、原电池形成的条件 (a)两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电 极。 比较活泼的金属做负极，相对不活泼的金属、石墨等做正极 (b)电解质溶液。 (c)电极用导线相联构成闭合。 （d）有一个自发的氧化还原反应。 （七）作业布置： 1、课后探究 2、课后习题 教学反思：本节课通过教师引导、学生讨论、 分组实验的形式展开。激发了学 生的学习兴趣，同时也锻炼了学生的动手能力，学生学习效率较高。 学生通过对原电池工作原理的讨论对很自然的就判断出原电池的 正、负极。在以后的教学中要注重学生的讨论和分组实验，激发学 生学习兴趣，提高学习效率。 附学案设计： 课前学习： 1、旧知回顾： （1）以镁和稀硫酸反应为例分析 ①该反应是否为氧化还原反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ②＿＿＿元素的化合价升高，＿＿＿电子，被＿＿＿，称为＿＿＿剂； 硫酸中＿＿＿元素化合价降低，＿＿＿电子，被＿＿＿，称为＿＿＿剂。 ③氧化还原反应的本质＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 2、自主学习： （1）能源的分类：一次能源＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（举例） 二次能源＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（举例） （2）看课本 40 页图 2-8 了解火电站工作原理 燃料燃烧（＿＿＿能转化为＿＿＿能）→加热水使水汽化为蒸气推动蒸汽 轮机（＿＿＿能转化为＿＿＿）→带动发电机发电（＿＿＿能转化为电
能 课堂学习: 探究在不同条件下将锌片、铜片放入硫酸中出现不同现象的原因 1、思考交流 (1)根据初中所学的知识填写表格将锌片和铜片分别放入稀硫酸中锌 片和铜片表面是否有气泡产生?并分析原因 现象 铜片表面 气泡产生 锌片表面 气泡产生 (2)写出锌与稀硫酸反应的化学方程式及离子方程式 (3)锌与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗?如果是请分析①哪种物质 发生氧化反应,哪种物质发生还原反应?②电子是如何转移的 2.小组合作完成实验 先向小烧杯中倒入约30m稀硫酸,然后将锌片和铜片分别连接在和电流 表相连的导线上,再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中 (注意锌和铜不要接触)观察铜片上的现象及电流表指针是否偏转 现象 铜片 表面气泡产生 电流表指针 稀硫酸 3小组讨论 (1)从电子转移的角度分析出现实验2中现象的原因(提示:溶液中的电 阻远大于导线中的电阻,电子沿导线流动;离子在溶液中自由移动) (2)根据原电池原理分析下列装置能否形成原电池并解释原因 Z C Z 稀硫酸 稀硫酝 NaCl溶液 Cu 稀硫酸 酒精 浠硫酸
Zn Cu 稀硫酸 能） 课堂学习： 探究在不同条件下将锌片、铜片放入硫酸中出现不同现象的原因 1、思考交流 （1）根据初中所学的知识填写表格将锌片和铜片分别放入稀硫酸中锌 片和铜片表面是否有气泡产生？并分析原因 （2）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式及离子方程式 （3）锌与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗？如果是请分析①哪种物质 发生氧化反应，哪种物质发生还原反应？②电子是如何转移的 2.小组合作完成实验 先向小烧杯中倒入约 30ml 稀硫酸，然后将锌片和铜片分别连接在和电流 表相连的导线上，再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中 （注意锌和铜不要接触）观察铜片上的现象及电流表指针是否偏转 3.小组讨论 （1）从电子转移的角度分析出现实验 2 中现象的原因（提示：溶液中的电 阻远大于导线中的电阻，电子沿导线流动；离子在溶液中自由移动） （2）根据原电池原理分析下列装置能否形成原电池并解释原因 现象 原因 铜片 表面＿＿＿气泡产生 锌片 表面＿＿＿气泡产生 现象 铜片 表面＿＿＿气泡产生 电流表指针
归纳总结: 化学能转化为电能 1、原电池:将能转化为能的装置叫做原电池 2、原电池的组成:外电路: 内电路: 3、原电池工作原理: (1)外电路中:电子从极经过流向 极 (2)内电路中:负极,电子(带_电荷)发生 反应 正极,电子(带电荷)发生 应 阳离子向 极移动,阴离子向 极移动。 负极反应 正极反应: 总反应: 4、原电池形成的条件: ①两种活泼性不同的 (或一种金属和另一种非金属导体)构成 电极。 比较活泼的金属做极,相对不活泼的金属、石墨等做 极② 溶液。 ③电极用导线相联构成 ④有一个自发的 反应 巩固练习 1.对于原电池的电极名称叙述有错误的是( A.发生氧化反应的为负极 B.正极为电子流入的一极 C.比较不活泼的金属为负极 D.电流的方向由正极到负极 2、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是() C 3、比较金属的活动性强弱 原电池中,一般活动性强的金属为极,活动性弱的金属为极。例如有 两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极
归纳总结： 化学能转化为电能 1、原电池：将＿＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能的装置叫做原电池。 2、原电池的组成：外电路：＿＿＿＿＿＿＿＿；内电路：＿＿＿＿＿＿ ＿。 3、原电池工作原理： （1）外电路中：电子从＿＿＿极经过＿＿＿流向＿＿＿极； （2）内电路中： 负极，＿＿＿电子（带＿＿＿电荷）发生＿＿＿＿ 反应； 正极，＿＿＿电子（带＿＿＿电荷）发生＿＿＿＿反 应； 阳离子向＿＿＿极移动，阴离子向＿＿＿极移动。 负极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 正极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 总反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4、原电池形成的条件： ① 两种活泼性不同的＿＿＿＿（或一种金属和另一种非金属导体）构成 电极。 比较活泼的金属做＿＿＿极，相对不活泼的金属、石墨等做＿＿＿＿ 极 ②＿＿＿＿＿＿溶液。 ③电极用导线相联构成＿＿＿＿＿＿。 ④有一个自发的＿＿＿＿＿＿反应。 巩固练习： 1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是( ) A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极 C．比较不活泼的金属为负极 D．电流的方向由正极到负极 2、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 （ ） 3、比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为 极，活动性弱的金属为 极。例如有 两种金属 A 和 B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到 A 极溶解，B 极
上有气泡产生,由原电池原理可知,金属活动性A B 4、下列关于原电池的叙述中,正确的是() A.负极发生的电极反应是还原反应 B.能将化学能转化为电能 C.工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 D.电极只能由两种不同的金属构成 5、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。 若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c 极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活 动性顺序由强到弱的为:( Aa>b>c> d B a>c>d> b Cc> a>b>d d b>d>c>a 6、类比锌铜原电池的原理,根据如下装置图回答下列问题 现象:铜片 铁片 电极反应:负极 E目 正极 总反应 CuSO4溶液 课后探究 7、设计原电池利用Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag (1)画出装置图 (2)负极反应: (3)正极反应 8、收集资料,解释水果原电池形成的原因
上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性 A B。 4、下列关于原电池的叙述中，正确的是 ( ) A．负极发生的电极反应是还原反应 B．能将化学能转化为电能 C．工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 D．电极只能由两种不同的金属构成 5、把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。 若 a、b 相连时，a 为负极；c、d 相连时，电流由 d 到 c；a、c 相连时，c 极上产生大量气泡，b、d 相连时，b 上有大量气泡产生，则四种金属的活 动性顺序由强到弱的为： ( ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a 6、类比锌铜原电池的原理，根据如下装置图回答下列问题 现象：铜片 ，铁片 。 电极反应：负极 正极 总反应 课后探究 7、设计原电池利用 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag （1）画出装置图 （2）负极反应： （3）正极反应： 8、收集资料，解释水果原电池形成的原因