“化學(xué)能與電能”的實(shí)驗化和生活化的課堂教學(xué)設(shè)計一、教材分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書必修《化學(xué)2》第二章《化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學(xué)能與電能》中的“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”片段。本節(jié)的內(nèi)容是原電池，包括原電池裝置的設(shè)計原理、設(shè)計意圖、本質(zhì)及構(gòu)成條件。關(guān)于化學(xué)能與電能在必修模塊和選修模塊中均有安排，在必修模塊中只要求舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用，認(rèn)識研制新型電池的重要性。從學(xué)科知識體系角度來看，節(jié)課內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)必修1《氧化還原反應(yīng)》與必修2的《化學(xué)能與熱能》等內(nèi)容之后而學(xué)習(xí)的，所以本節(jié)課是對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)再探究和延伸，同時也是對化學(xué)能與其他能量之間轉(zhuǎn)化的補(bǔ)充，是建立電化學(xué)基本概念的基礎(chǔ)；在化學(xué)選修1（化學(xué)與生活）中金屬腐蝕與防護(hù)，以及選修化學(xué)的學(xué)生學(xué)好化學(xué)選修4（化學(xué)反應(yīng)原理）中還將進(jìn)一步對電化學(xué)知識進(jìn)行深入討論，所以本節(jié)課為后面知識的學(xué)習(xí)提供了理論基礎(chǔ)。綜上所述，在知識結(jié)構(gòu)上原電池起到了承上啟下的作用。從生活和社會角度來看，電能在現(xiàn)代社會生活中起著無可取代的作用，電池也廣泛應(yīng)用于社會生活的方方面面。了解電池工作的原理，掌握基本的電化學(xué)知識對生活生產(chǎn)都有非常重要的意義。二、學(xué)情分析學(xué)生在以前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了氧化還原反應(yīng)，能量之間轉(zhuǎn)換，電解質(zhì)溶液，金屬活潑性等化學(xué)知識及物理電學(xué)的相關(guān)知識，已為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了一定知識儲備；具備了一定的實(shí)驗探究能力。學(xué)生已經(jīng)掌握了氧化還原反應(yīng)，知道氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，能夠把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開討論。物理中已經(jīng)學(xué)過電子的定向移動形成電流，對氧化還原過程中電子的移動能夠產(chǎn)生電流可以產(chǎn)生認(rèn)同，但又對不借助于原電池裝置的氧化還原反應(yīng)沒有電流產(chǎn)生存在疑惑。3、知道電解質(zhì)溶液能夠?qū)щ姡芤褐械碾x子能夠在電場的作用下定向移動，但這一概念建立在正負(fù)相吸的基礎(chǔ)上，可能會對原電池內(nèi)電路離子流向理解有困難。4、已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，能夠以此為基礎(chǔ)理解化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，但對轉(zhuǎn)化裝置原電池以及實(shí)驗現(xiàn)象不能很快接受，可能會認(rèn)為原電池裝置的引入改變了化學(xué)反應(yīng)本身。三、教學(xué)目標(biāo)【知識與技能】1.通過收集資料，了解火力發(fā)電的一般過程，舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。2.通過實(shí)驗研究，了解原電池的概念、原理以及構(gòu)成條件。【過程與方法】在探究原電池工作原理過程中，學(xué)會運(yùn)用觀察、實(shí)驗等多種手段獲取信息，并運(yùn)用類比的方法對信息進(jìn)行加工。【情感態(tài)度與價值觀】通過生產(chǎn)生活中的實(shí)例，認(rèn)識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料的重要性，理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對現(xiàn)代化的意義。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)四、教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】原電池的概念、原理以及構(gòu)成條件【教學(xué)難點(diǎn)】原電池的本質(zhì)五、教學(xué)設(shè)計思路及流程蓮花蠟燭的燃燒以及唱歌引出課題復(fù)習(xí)化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，建立能量可以相互轉(zhuǎn)化概念。蓮花蠟燭的燃燒以及唱歌引出課題分析比較常見發(fā)電方式利弊，引出原電池。↓能源、電能。↓原電池本質(zhì)探析外電路電子、內(nèi)電路離子轉(zhuǎn)移路徑。為什么原電池能直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？原電池本質(zhì)探析外電路電子、內(nèi)電路離子轉(zhuǎn)移路徑。原電池的構(gòu)成條件初步設(shè)計原電池。↓如何設(shè)計原電池？六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一復(fù)習(xí)并引入新課【課前復(fù)習(xí)】以蓮花蠟燭的燃燒，回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，了解化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一，化學(xué)反應(yīng)的能量可以轉(zhuǎn)化為熱能，也可轉(zhuǎn)化為其他能量。并且通過思考蠟燭為什么會唱歌，引出電池及其原理。【思考回憶】化學(xué)反應(yīng)的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。思考電池的原理是什么？復(fù)習(xí)上節(jié)課的知識，建立能量之間可以相互轉(zhuǎn)化的概念，并引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。環(huán)節(jié)二引出原電池電能是現(xiàn)代社會應(yīng)用最廣泛的二次能源，它在我們的生活中占據(jù)著不可取代的作用。【討論】有哪些方式可以得到電能呢？火力發(fā)電的過程是怎樣的呢？結(jié)合自己的生活經(jīng)驗?zāi)懿荒軐鹆Πl(fā)電做一評價？同學(xué)們匯報預(yù)習(xí)結(jié)果。【引導(dǎo)】沒錯，通過上面的分析我們得出這樣的結(jié)論，火力發(fā)電能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但不能直接轉(zhuǎn)化，這就不可避免的引起能量轉(zhuǎn)化過程的損耗。同時，火力發(fā)電的過程也引發(fā)了一系列的環(huán)境問題。總的來說，從能量轉(zhuǎn)化和環(huán)境保護(hù)的角度來說，火力發(fā)電并不是一個長久之計。但它為我們提供了一個思路，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能。化學(xué)能能不能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？請同學(xué)們帶著這個問題閱讀課本40頁的知識。【討論】火力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電水力發(fā)電機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能…【分析討論】會造成環(huán)境污染煤炭資源是有限的…【聯(lián)系、思考】火力發(fā)電弊大于利【閱讀】認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，結(jié)合老師給出的問題思考。從能量轉(zhuǎn)化率、轉(zhuǎn)化途徑及環(huán)境保護(hù)角度來看，研究化學(xué)能與電能直接轉(zhuǎn)化十分必要。環(huán)節(jié)三原電池工作原理的探究【實(shí)驗一】將銅片和鋅片分別插入稀H2SO4溶液中，觀察現(xiàn)象。【實(shí)驗二】將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接，在導(dǎo)線中間接入一個電流表，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。【提問】你認(rèn)為實(shí)驗1、2中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是怎樣的？有沒有形成原電池？2.請寫出實(shí)驗1、2中的化學(xué)方程式,從氧化還原反應(yīng)的角度分析哪種物質(zhì)失去電子，哪種物質(zhì)得電子？3.實(shí)驗1和實(shí)驗2中的銅片和鋅片上現(xiàn)象有何不同？試分析原因(試從Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H+的角度分析)？

4.試分析實(shí)驗2中H+和SO42-離子在溶液中移動的方向？導(dǎo)線中電子電流的移動方向？[實(shí)驗現(xiàn)象][實(shí)驗結(jié)論]【引導(dǎo)回顧】【討論】請大家小組之間交流總結(jié)出原電池的原理。【結(jié)果匯報】【總結(jié)】濃縮的口訣：正找正，負(fù)找負(fù)；負(fù)氧正還，電子不下水，離子不上岸。【實(shí)驗】動手實(shí)驗記錄實(shí)驗現(xiàn)象解釋實(shí)驗現(xiàn)象【思考交流】【記錄】【結(jié)果匯報】【思考回顧】物理中學(xué)習(xí)過的電池的相關(guān)知識【思考交流】【結(jié)果匯報】【記錄理解】口訣的含義從問題的產(chǎn)生到解決，感受科學(xué)探究的過程。通過實(shí)驗思考討論，層層深入的問答提煉出課本中關(guān)鍵的信息。有利于對氧化還原反應(yīng)的深入理解，對原電池概念的初形成。聯(lián)系生活和已學(xué)過的電學(xué)知識，形成新知識。類比學(xué)習(xí)，按照學(xué)生的認(rèn)知順序?qū)訉舆f進(jìn)、深入理解原電池的工作原理。環(huán)節(jié)四如何設(shè)計原電池【講解】若將蓮花蠟燭的電池拿下來，你能不能根據(jù)原電池的原理設(shè)計一個原電池，重新讓蓮花唱歌？【討論】【探究活動】構(gòu)成原電池應(yīng)有怎樣的條件用品：銅片、鋅片、鋁片、碳棒、導(dǎo)線、檢流計、稀硫酸溶液、無水乙醇、西紅柿。負(fù)極材料正極材料溶液指針是否偏轉(zhuǎn)有無形成原電池12345【總結(jié)】經(jīng)過以上四個方面的討論，我們可以得出如下結(jié)論：原電池的設(shè)計是建立在一個能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)上，又有兩個活潑性不同的電極來充當(dāng)正負(fù)極，在導(dǎo)線和電解質(zhì)溶液的連接中形成一個閉合的回路，就可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的直接轉(zhuǎn)化。【討論】根據(jù)現(xiàn)有的用品嘗試設(shè)計原電池【記錄】【實(shí)驗驗證】【分析】利用對比的方法分析沒有形成原電池的裝置原因在哪？思考原電池的構(gòu)成條件？【實(shí)驗匯報】聯(lián)系生活，深化對原電池工作原理的理解。借鑒銅鋅原電池考慮設(shè)計原電池應(yīng)該滿足哪些條件？學(xué)生實(shí)驗，感受將氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池的過程，實(shí)驗簡單易做、現(xiàn)象明顯可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。環(huán)節(jié)五當(dāng)堂檢測以學(xué)生許愿的形式，測試學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。積極參加，思考小組交流。利用游戲的形式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，鞏固學(xué)生所學(xué)的知識。環(huán)節(jié)六總結(jié)學(xué)生先總結(jié)，分享本節(jié)課的收獲，教師點(diǎn)評。【回憶、思考】補(bǔ)充知識系統(tǒng)化，便于學(xué)生理解和記憶。環(huán)節(jié)七作業(yè)…………內(nèi)化理論知識，加深印象板書設(shè)計第二節(jié)《化學(xué)能與電能》一、火力發(fā)電二、原電池原電池的工作原理2、原電池的構(gòu)成條件學(xué)情分析學(xué)生在以前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了氧化還原反應(yīng)，能量之間轉(zhuǎn)換，電解質(zhì)溶液，金屬活潑性等化學(xué)知識及物理電學(xué)的相關(guān)知識，已為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了一定知識儲備；具備了一定的實(shí)驗探究能力。學(xué)生已經(jīng)掌握了氧化還原反應(yīng)，知道氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，能夠把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開討論。物理中已經(jīng)學(xué)過電子的定向移動形成電流，對氧化還原過程中電子的移動能夠產(chǎn)生電流可以產(chǎn)生認(rèn)同，但又對不借助于原電池裝置的氧化還原反應(yīng)沒有電流產(chǎn)生存在疑惑。3、知道電解質(zhì)溶液能夠?qū)щ姡芤褐械碾x子能夠在電場的作用下定向移動，但這一概念建立在正負(fù)相吸的基礎(chǔ)上，可能會對原電池內(nèi)電路離子流向理解有困難。4、已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，能夠以此為基礎(chǔ)理解化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，但對轉(zhuǎn)化裝置原電池以及實(shí)驗現(xiàn)象不能很快接受，可能會認(rèn)為原電池裝置的引入改變了化學(xué)反應(yīng)本身。效果分析1.從學(xué)生練習(xí)情況來看，基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)的五道題答對率較高，說明學(xué)生對于基礎(chǔ)知識、基本概念的掌握很好；2.大部分同學(xué)選擇了能力提升題，其中1、2、3題答對率在70﹪左右，4題在50%左右，說明學(xué)生對于原電池原理的應(yīng)用還需要再進(jìn)行相應(yīng)的練習(xí)進(jìn)行鞏固。3.超過一半的同學(xué)選擇了拓展提高題，但答對率較低，說明學(xué)生對原電池的變式掌握較差，但考慮這是必修模塊，選修中還要對原電池原理進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，目前只需了解即可。教材分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書必修《化學(xué)2》第二章《化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學(xué)能與電能》中的“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”片段。本節(jié)的內(nèi)容是原電池，包括原電池裝置的設(shè)計原理、設(shè)計意圖、本質(zhì)及構(gòu)成條件。關(guān)于化學(xué)能與電能在必修模塊和選修模塊中均有安排，在必修模塊中只要求舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用，認(rèn)識研制新型電池的重要性。從學(xué)科知識體系角度來看，節(jié)課內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)必修1《氧化還原反應(yīng)》與必修2的《化學(xué)能與熱能》等內(nèi)容之后而學(xué)習(xí)的，所以本節(jié)課是對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)再探究和延伸，同時也是對化學(xué)能與其他能量之間轉(zhuǎn)化的補(bǔ)充，是建立電化學(xué)基本概念的基礎(chǔ)；在化學(xué)選修1（化學(xué)與生活）中金屬腐蝕與防護(hù)，以及選修化學(xué)的學(xué)生學(xué)好化學(xué)選修4（化學(xué)反應(yīng)原理）中還將進(jìn)一步對電化學(xué)知識進(jìn)行深入討論，所以本節(jié)課為后面知識的學(xué)習(xí)提供了理論基礎(chǔ)。綜上所述，在知識結(jié)構(gòu)上原電池起到了承上啟下的作用。從生活和社會角度來看，電能在現(xiàn)代社會生活中起著無可取代的作用，電池也廣泛應(yīng)用于社會生活的方方面面。了解電池工作的原理，掌握基本的電化學(xué)知識對生活生產(chǎn)都有非常重要的意義。|||||基礎(chǔ)強(qiáng)化|||||1．下列有關(guān)燃煤發(fā)電的一系列能量轉(zhuǎn)換的過程，正確的是()A．化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能B．熱能→化學(xué)能→機(jī)械能→電能C．機(jī)械能→化學(xué)能→熱能→電能D．熱能→機(jī)械能→化學(xué)能→電能2．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．原電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．原電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是還原反應(yīng)C．原電池在工作時其正極不斷產(chǎn)生電子并經(jīng)外電路流向負(fù)極D．原電池的電極只能由兩種不同的金屬構(gòu)成A．Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4D．C＋CO2=2CO4．對于原電池的電極名稱，下列敘述有錯誤的是()A．發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極B．正極為電子流入的一極C．比較不活潑的金屬為負(fù)極D．電流的方向由正極到負(fù)極5.在銅鋅原電池中，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式是________，鋅片上觀察到的現(xiàn)象為________，銅為________極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式是________；銅片上觀察到的現(xiàn)象是________，原電池反應(yīng)的離子方程式。|||||能力提升|||||1．在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()A．正極附近的SOeq\o\al(2－,4)離子濃度逐漸增大B．正極有O2逸出C．電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片D．銅片上有H2逸出2.如圖所示裝置中，觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，X棒變重，Y棒變輕，由此判斷下表中所列X、Y、Z物質(zhì)，其中可以成立的是()3．一位老人鑲了兩顆假牙，其中一顆是黃金的，另一顆是不銹鋼的。自鑲上假牙后，他時感頭疼，心情煩燥，多次治療未見好轉(zhuǎn)。如果你是醫(yī)生，下列方法不能治療其疾病的是()A．將兩顆假牙都做成黃金的B．將兩顆假牙都做成不銹鋼的C．將兩顆假牙都做成特殊樹脂的D．將金假牙改為鋁質(zhì)假牙4.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為()

A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞d＞b

C．c＞a＞b.＞dD．b＞d＞c＞a

5.現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計成原電池________。(2)如果不能，說明其原因_______________________________。(3)如果可以，則寫出正、負(fù)極材料，其電極反應(yīng)式及反應(yīng)類型(“氧化”或“還原”)，電解質(zhì)溶液名稱。負(fù)極：________，_______________________________，________。正極：________，______________________________，________。電解質(zhì)溶液：_________________________________________。若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1mol，則正極質(zhì)量增加________g。|||||拓展提高|||||微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，總反應(yīng)為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag。根