2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)化學(xué)能與電能教學(xué)實錄新人教版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課內(nèi)容為《2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)化學(xué)能與電能》，涉及新人教版必修2教材相關(guān)內(nèi)容。主要包括化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原理、原電池的工作原理、電池的電動勢和內(nèi)阻以及電化學(xué)腐蝕等知識點。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，了解原電池的工作原理，并能夠解釋電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學(xué)生運用化學(xué)原理分析能量轉(zhuǎn)換的能力。

2.提升學(xué)生通過實驗探究原電池工作原理的實踐操作技能。

3.增強學(xué)生對電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象的觀察與解釋能力，形成科學(xué)探究素養(yǎng)。

4.強化學(xué)生對化學(xué)與能源、環(huán)境等領(lǐng)域聯(lián)系的認識，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-明確化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，特別是原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。

-理解電池電動勢和內(nèi)阻的概念，并能計算電動勢。

-掌握電化學(xué)腐蝕的基本原理，能夠解釋常見的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。

2.教學(xué)難點

-原電池工作原理的理解：學(xué)生可能難以理解電極反應(yīng)、電子流動和電勢差之間的關(guān)系。

-電動勢的計算：學(xué)生可能對電動勢公式中的各個物理量的含義和計算方法感到困惑。

-電化學(xué)腐蝕的復(fù)雜性：學(xué)生可能難以理解腐蝕過程中電極反應(yīng)的動態(tài)變化和腐蝕速率的影響因素。

-實驗操作中的細節(jié)：例如，如何正確組裝原電池，如何控制實驗條件以獲得準確的數(shù)據(jù)。教學(xué)資源準備1.教材：確保每位學(xué)生具備新人教版必修2教材，并準備相應(yīng)的教學(xué)講義。

2.輔助材料：收集與化學(xué)能與電能相關(guān)的圖片、圖表、動畫等多媒體資源，輔助學(xué)生理解概念。

3.實驗器材：準備原電池組裝所需的電極材料、鹽橋、電解質(zhì)溶液等實驗器材，確保實驗安全。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實驗操作臺，方便學(xué)生進行小組實驗和討論。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-利用多媒體展示電池在日常生活中的應(yīng)用，如手機、電動汽車等，引發(fā)學(xué)生對化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)換的興趣。

-提問：電池是如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的？引入原電池的概念，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標。

2.新課講授（15分鐘）

-第一條：原電池的工作原理

-講解原電池的構(gòu)成，包括負極、正極、電解質(zhì)溶液和鹽橋。

-通過動畫演示電極反應(yīng)和電子流動的過程，使學(xué)生理解原電池的工作原理。

-舉例：以鋅銅原電池為例，說明氧化還原反應(yīng)在電池中的作用。

-第二條：電動勢的概念與計算

-介紹電動勢的定義，強調(diào)電動勢是電池兩極之間的電勢差。

-講解電動勢的計算公式，并舉例說明如何計算電動勢。

-舉例：計算鋅銅原電池的電動勢，強調(diào)標準電極電勢在計算中的作用。

-第三條：電化學(xué)腐蝕

-介紹電化學(xué)腐蝕的概念，解釋金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生腐蝕的原因。

-講解電化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)，說明腐蝕過程中金屬的溶解和電子的轉(zhuǎn)移。

-舉例：分析鐵在潮濕空氣中的腐蝕過程，強調(diào)電化學(xué)腐蝕的防護措施。

3.實踐活動（15分鐘）

-第一條：組裝原電池

-學(xué)生分組，按照實驗步驟組裝鋅銅原電池。

-引導(dǎo)學(xué)生觀察電池兩極的電極反應(yīng)，記錄實驗現(xiàn)象。

-第二條：測量電動勢

-學(xué)生使用電壓表測量鋅銅原電池的電動勢。

-引導(dǎo)學(xué)生分析測量結(jié)果，與理論計算值進行比較。

-第三條：電化學(xué)腐蝕實驗

-學(xué)生進行電化學(xué)腐蝕實驗，觀察不同條件下金屬的腐蝕情況。

-引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果，討論腐蝕速率的影響因素。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

-第一方面：原電池工作原理

-回答：如何解釋原電池中正負極的電極反應(yīng)？

-舉例：以鋅銅原電池為例，說明正極還原反應(yīng)和負極氧化反應(yīng)的具體過程。

-第二方面：電動勢的計算

-回答：如何計算原電池的電動勢？

-舉例：計算鋅銅原電池的電動勢，并解釋計算過程中的注意事項。

-第三方面：電化學(xué)腐蝕的防護

-回答：如何防止金屬的電化學(xué)腐蝕？

-舉例：討論陰極保護法和陽極保護法的原理和應(yīng)用。

5.總結(jié)回顧（5分鐘）

-回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強調(diào)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系、原電池的工作原理、電動勢的計算以及電化學(xué)腐蝕的防護措施。

-引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)換在能源領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

-總結(jié)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原理，能夠運用所學(xué)知識解釋和解決實際問題。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

-《電化學(xué)原理與應(yīng)用》一書，詳細介紹了電化學(xué)的基本原理及其在工業(yè)、環(huán)保和能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》科普文章，以通俗易懂的語言解釋了化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)換過程。

-《電池技術(shù)的發(fā)展與未來》科技報告，探討了電池技術(shù)的發(fā)展趨勢和新能源電池的研究進展。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以查閱相關(guān)資料，了解不同類型電池的工作原理和優(yōu)缺點，如鋰電池、燃料電池等。

-探究不同電解質(zhì)溶液對電池性能的影響，例如，不同濃度的硫酸對鉛酸電池性能的影響。

-設(shè)計實驗，研究金屬在不同電解質(zhì)溶液中的腐蝕速率，并分析影響腐蝕速率的因素。

3.知識點全面，實用性強的拓展內(nèi)容

-學(xué)習(xí)電池的充電和放電過程，了解二次電池的充放電特性。

-研究電化學(xué)傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，如水質(zhì)檢測、空氣質(zhì)量監(jiān)測等。

-探討電化學(xué)儲能技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)中的應(yīng)用，如太陽能電池儲能、風(fēng)能電池儲能等。

-分析電化學(xué)腐蝕對金屬結(jié)構(gòu)的影響，研究防腐蝕涂層和陰極保護技術(shù)。

-了解電化學(xué)合成在材料科學(xué)中的應(yīng)用，如納米材料的制備、有機合成等。

-研究電化學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如生物傳感器、藥物釋放系統(tǒng)等。板書設(shè)計①化學(xué)能與電能

-化學(xué)能：化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的能量

-電能：電荷運動產(chǎn)生的能量

-轉(zhuǎn)化關(guān)系：原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

②原電池

-構(gòu)成：負極、正極、電解質(zhì)溶液、鹽橋

-工作原理：氧化還原反應(yīng)，電子流動，電勢差

-電動勢：電池兩極之間的電勢差

③電動勢計算

-公式：E=E°(正)-E°(負)

-標準電極電勢：E°(正)、E°(負)

-舉例：鋅銅原電池電動勢計算

④電化學(xué)腐蝕

-定義：金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生腐蝕

-電極反應(yīng)：氧化反應(yīng)（負極）、還原反應(yīng)（正極）

-防護措施：陰極保護、陽極保護、防腐蝕涂層

⑤實驗現(xiàn)象

-原電池組裝：電極反應(yīng)觀察

-電動勢測量：電壓表讀數(shù)

-電化學(xué)腐蝕：金屬腐蝕速率觀察典型例題講解1.例題：計算鋅銅原電池的電動勢，已知鋅的標準電極電勢為-0.76V，銅的標準電極電勢為+0.34V。

解答：根據(jù)電動勢的計算公式E=E°(正)-E°(負)，代入鋅和銅的標準電極電勢，得到：

E=(+0.34V)-(-0.76V)=1.10V

因此，鋅銅原電池的電動勢為1.10V。

2.例題：某原電池由鋅和銀電極組成，電解質(zhì)溶液為硫酸。若鋅電極的電極反應(yīng)為Zn→Zn2?+2e?，銀電極的電極反應(yīng)為Ag?+e?→Ag，計算該原電池的電動勢。

解答：鋅電極的電極電勢為-0.76V，銀電極的電極電勢為+0.80V。根據(jù)電動勢的計算公式，得到：

E=(+0.80V)-(-0.76V)=1.56V

因此，該原電池的電動勢為1.56V。

3.例題：一個銅鋅原電池在25℃時，電動勢為1.10V。若銅電極的電極反應(yīng)為Cu2?+2e?→Cu，鋅電極的電極反應(yīng)為Zn→Zn2?+2e?，計算鋅電極的電極電勢。

解答：設(shè)鋅電極的電極電勢為E(Zn)，根據(jù)電動勢的計算公式，得到：

E=E(Cu)-E(Zn)

1.10V=(+0.34V)-E(Zn)

E(Zn)=(+0.34V)-1.10V=-0.76V

因此，鋅電極的電極電勢為-0.76V。

4.例題：一個鉛酸電池在放電過程中，每摩爾PbSO?的生成會導(dǎo)致電池電動勢下降多少伏特？

解答：鉛酸電池的放電反應(yīng)為Pb+PbO?+2H?SO?→2PbSO?+2H?O。根據(jù)反應(yīng)，每摩爾PbSO?的生成會導(dǎo)致電池電動勢下降約2伏特。

5.例題：在25℃時，一個銅鋅原電池的電動勢為1.10V。若銅電極的電極反應(yīng)為Cu2?+2e?→Cu，鋅電極的電極反應(yīng)為Zn→Zn2?+2e?，計算電池在標準狀態(tài)下的反應(yīng)吉布斯自由能變化ΔG。

解答：電動勢E與反應(yīng)吉布斯自由能變化ΔG的關(guān)系為ΔG=-nFE，其中n為轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)（96485C/mol），E為電動勢。對于銅鋅原電池，n=2，E=1.10V，得到：

ΔG=-2×96485C/mol×1.10V=-211723J/mol

因此，電池在標準狀態(tài)下的反應(yīng)吉布斯自由能變化為-211723J/mol。反思改進措施反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動式教學(xué)：在課堂上，我嘗試引入更多的互動環(huán)節(jié)，比如小組討論和角色扮演，讓學(xué)生在參與中學(xué)習(xí)，這樣可以提高學(xué)生的積極性和參與度。

2.實驗結(jié)合理論：我意識到單純的理論講解容易讓學(xué)生感到枯燥，因此我嘗試將實驗與理論相結(jié)合，讓學(xué)生在實驗操作中理解化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的原理。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.教學(xué)深度不足：有時候在講解化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化時，我可能沒有深入到學(xué)生能夠完全理解的程度，導(dǎo)致他們對一些概念的理解不夠透徹。

2.學(xué)生參與度不高：雖然我嘗試了互動教學(xué)，但發(fā)現(xiàn)并不是所有學(xué)生都能積極參與進來，有些學(xué)生可能因為害羞或?qū)φn程內(nèi)容不感興趣而保持沉默。

3.實驗操作指導(dǎo)不夠：在實驗環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)對學(xué)生的操作指導(dǎo)還不夠細致，有些學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)了一些錯誤，這需要我在今后的教學(xué)中加以改進。

反思改進措施（三）

1.深化教學(xué)內(nèi)容：為了讓學(xué)生更好地理解化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，我計劃在講解過程中加入更多實際應(yīng)用案例，如電池技術(shù)的新進展，以及這些技術(shù)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.提高學(xué)生參與度：我將設(shè)計更多吸引學(xué)生的互動環(huán)節(jié)，比如通過游戲、競賽等形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵他們積極參與課堂討論。

3.優(yōu)化實驗操作指導(dǎo)：在實驗環(huán)節(jié)，我將提前準備詳細的實驗操作指南，并在實驗過程中巡回指導(dǎo)，確保每個學(xué)生都能正確、安全地進行實驗操作。同時，我還會組織學(xué)生進行實驗后的反思，討論實驗中出現(xiàn)的問題和解決方法。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，重點講解了原電池的工作原理、電動勢的計算以及電化學(xué)腐蝕。通過學(xué)習(xí)，我們了解到原電池由負極、正極、電解質(zhì)溶液和鹽橋組成，電池通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。電動勢是電池兩極之間的電勢差，可以通過標準電極電勢計算得到。電化學(xué)腐蝕是金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生腐蝕的過程，可以通過陰極保護和陽極保護等方法進行防護。

1.原電池的構(gòu)成和原理。

2.電動勢的計算方法。

3.電化學(xué)腐蝕的概念和防護措施。

當堂檢測：

1.請簡述原電池的構(gòu)成和原理。

解答：原電池由負極、正極、電解質(zhì)溶液和鹽橋組成，通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

2.計算以下原電池的電動勢，已知鋅的標準電極電勢為-0.76V，銀的標準電極電勢為+0.80V。

解答：根據(jù)電動勢的計算公式E=E°(正)-E°(負)，代入鋅和銀的標準電極電勢，得到：

E=(+0.80V)-(-0.76V)=1.56V

因此，該原電池的電動勢為1.56V。

3.解釋以下現(xiàn)象：在鋅銅原電池中，鋅電極被腐蝕，而銅電極則保持不變。