高二化学《化学能与电能的转化》教案分析

作者:佚名 教案来源:网络 点击数:    有奖投稿

高二化学《化学能与电能的转化》教案分析


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高二化学《化学能与电能的转化》教案分析


【教材分析】

本节是人教版化学必修一第二章《化学反应与能量》的第二节,在学习了《化学能与热能》一节之后,学生已经通过实验探究,了解了化学能与能量的变化的本质原因和宏观能量转化关系,并且知道了常见的放热反应和吸热反应。知道化学能可以通过化学反应与其他形式的能量之间转化。对于如何使化学能转化为电能有着强烈的好奇心和探索意识,为本节《化学能与电能》的学习打下了基础。

由于新课标“螺旋式上升”教学思路,必修模块和选修模块均安排了“化学能与电能”的教学,但在必修部分,只要求掌握原电池的定义、工作原理和形成条件。本节利用《电池的起源》视频引起学生对于原电池组成的兴趣与质疑,引导学生利用实验进行探究。并通过师生讨论、小组讨论以及实验探究,发现形成原电池的条件,激发学生兴趣。

【教学目标】

1、知识与技能:

理解原电池的概念,理解原电池原理及其形成条件

2、过程与方法:

通过实验探究和分析实验现象,培养学生独立解决问题、发现问题的能力。

通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神

    3、情感、态度与价值观

通过《电池起源》的学习,培养学生的质疑精神和广泛学习的科学习惯。

经历探究过程,提高学生的创新思维能力,勇于探索问题的本质特征,体验科学过程。

【教学重点】

原电池概念、工作原理、形成条件和电极方程式的书写。

【教学难点】

    原电池的工作原理和电极方程式的书写。

【教学方法】

    启发探究,实验探究,小组讨论,练习归纳,实践应用

【教学过程】

【视频导入】《电池的起源》

    1780年,意大利科学家加伐尼发现,用两种金属线连接死青蛙,蛙腿仍会抽搐。受到电鳗等放电生物的影响,他认为这是“生物电”。但同是意大利的科学家伏打质疑,电流时试验中的金属线产生的,于是,他用蘸了盐水的湿布替换了青蛙,也产生了电流。根据这个实验原理,伏打设计了第一个电池——伏打电堆。

【提出问题】

1、伏打发现电池,说明科学家应当具有什么样的科学素养和研究习惯?

2、电流产生的条件是什么?

3、联想到肌肉、神经类似于能导电的电解质的溶液,那么,电解质溶液与活泼性不同的金属作用会不会产生电流呢?请先做以下尝试:

【探究实验一】

实验顺序

金属

实验现象

结论或解释(有关化学方程式)

1.Zn、Cu分别插入稀H2SO4溶液

Zn片

表面有气泡生成

Zn +2H+=Zn2+  +H2    

铜不能与稀硫酸反应

Cu片

面有无泡生成

 

2.Zn、Cu导线连接后插入稀H2SO4

Zn片

表面有气泡生成

 

Cu片

表面有气泡生成

 

 

【提出问题】锌片和稀硫酸反应中,锌失电子,转移给了氢离子,在第二个实验中,氢离子得到的电子从何而来,谁有能力给氢离子电子?是铜吗?

【学生假设】假设:电子从锌片跑到铜片上。

【追问】如何证明电路中有电子通过?

【学生回答】用电流表检验。将锌片和铜片用导线连接起来,在导线之间接入电流表。平行插入稀硫酸溶液中观察实验现象。 

【探究实验二】

实验顺序

金属

实验现象

结论或解释(有关化学方程式)

3.Zn、Cu导线连接后,再接电流表,插入稀H2SO4

Zn片、

Cu片

电流计指针偏转,铜片表面有气泡产生

 

【教师】分析该装置中能量的变化?

【学生】化学能转化为电能。

【教师】还有其他能够实现化学能和电能之间转化的装置吗?如何实现?与上述装置有何区别?

 

【学生】火力发电厂,通过燃烧反应将化学能转化为热能,机械能和电能。多步骤转化才能实现化学能转化为电能。而上装置可以将化学能直接转化为电能。

【板书】原电池定义:化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

【教师】烧杯内是内电路,外面是外电路。

【小组讨论】1.原电池中,谁失电子?谁得电子?

2.电子从哪里来,到哪里去?

3.电流从哪里来,到哪里去?

4. 电池的正极和负极分别是什么?判断依据是什么?谁更活泼?

5. 哪一极发生氧化反应?哪一极发生还原反应?

6. 导线中承担导电的微粒是?电解质溶液中?

7. 溶液中的阴离子向哪一极移动?阳离子?为什么?

8. 溶液中的电流移动方向?

【展示图片】                               

 【小组汇报】负极Zn:Zn-2e-=Zn2+      正极Cu:2H++2e-=H2   ,由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上,故导线上有电流通过,因此电流计指针发生偏转。电子由锌片流向铜片,根据物理学知识,电子移动方向与电流方向相反,电流由铜片流向锌片,铜片为正极,锌片为负极。负极发生氧化反应,正极发生还原反应。导线中是自由移动的电子导电,溶液中是自由移动的离子在导电。 Zn失去的电子成Zn2+进入溶液,溶液中的阴离子移向负极Zn,由于正极的氢离子被消耗,正电荷下降,阳离子移向正极Cu。内电路中,电流从正极流向负极。

【模拟动画】

 

【教师总结板书】       电子  电流

 负极Zn:Zn-2e-=Zn2+    流出 流入 氧化 活泼

 正极Cu:2H++2e-=H2     流入 流出 还原

【教师】 内电路,电流从负极流向正极,外电路,电流从正极流向负极。构成了一个闭合回路。断开导线,还有电流吗?

【学生】没有电流

【教师】原电池形成条件一:闭合回路。负极反应和正极反应,是两个半反应,称为电极反应。加起来才是原电池的总反应。是什么?

【学生】Zn +2H+=Zn2+  +H2 

【教师】为什么要将还原剂和氧化剂的反应拆成两个半反应?目的是什么?

【学生】氧化剂和还原剂直接接触,会产生电子的转移,但并未向外界供电。所以要拆开。

【教师】什么类型的反应可以设计成原电池?氢气还原氧化铜可以吗?

【学生】自发进行的氧化还原反应。

【教师】还需要哪些条件?

【学生】电解质溶液,才能导电。不同的电极材料。

【小组讨论】下列装置能否构成原电池。如果你还有疑问,你可用下列药品:Zn片、Cu片、石墨棒、稀硫酸、导线、电流表、烧杯等设计对比实验证明你的想法。

对比实验:

 

 

电流计是否偏转

能否构成原电池

 

【教师总结】闭合回路,自发氧化还原反应,电解质溶液,活泼性不同的两个电极。

【板书】构成原电池条件:

闭合回路

自发氧化还原反应

电解质溶液

活泼性不同的两个电极

【练习】1、装置中哪些能构成原电池?请判断出正负极。

 

     A                B                 C             D

 

             E                    F                G  

2、请写出B、D、F、G的电极反应方程式和总反应方程式。

【过渡】根据构成原电池的条件,你是不是已经摩拳擦掌,想动手设计一个原电池呢?

【实践活动】有下列材料:电极(Zn片、Cu片、石墨棒等任选)、导线、水果 (圣女果)、电流计,请设计一个能使电流计指针发生偏转的装置。方式:最好先独立设计,并动手试验,边做边改进,也可与邻座同学相互讨论和观摩,或请老师指导。

我设计的原电池

实验现象

电流表是否偏转

能否构成原电池

 

 

 

 

结  论

 

【讲述】 通过这个实验,大家知道了用西红柿作电解液也可以组成原电池。我们回家也可以用其它金属、水果、液体再试一试。

【生活实践】请你当医生:格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女, 当在开怀大笑的时候,人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙:其中一颗是黄金的—这是格林太太富有的标志;另一颗是不锈钢做的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是,打从车祸以后,格林太太经常头痛,夜间失眠,心情烦躁……医生绞尽了脑汁,格林太太的病情仍然末见好转。你能为格林太太开一个药方吗?

【总结】

【课后作业】同步训练

六、板书设计

2.2  化学能与电能

一、原电池

1、定义:化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

2、工作原理:

                       电子  电流

 负极Zn:Zn-2e-=Zn2+    流出 流入 氧化 活泼

 正极Cu:2H++2e-=H2     流入 流出 还原

3、 形成条件:

闭合回路

自发氧化还原反应

电解质溶液

活泼性不同的两个电极


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