1、化学能与电能化学能与电能人教版人教版 普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书化学化学 必修必修2 第二章第二章 第二节第二节 高中化学高中化学E E组组(第一课时)(第一课时)能够说明化学能与电能能够说明化学能与电能的转化关系及其应用的转化关系及其应用课标是导向课标是导向化学能与热能化学能与热能必修必修1氧化还原反应氧化还原反应必修必修1 电解质电解质必修必修1第二节第二节 化学能与电能化学能与电能 人教版化学选修人教版化学选修4 4化学反应原理化学反应原理教材地位和作用教材地位和作用n n n 知识准备知识准备主观愿望主观愿望认知水平认知水平学情分析学情分析u氧化还原氧化还原反
2、应反应u化学反应化学反应中的能量变中的能量变化化u能从微观能从微观角度简单分角度简单分析,有初步析,有初步的学科思想的学科思想u认知水平认知水平仍然不高仍然不高u希望发现希望发现现象背后隐现象背后隐藏的规律藏的规律u乐于进行乐于进行理性思考理性思考初步了解原电池初步了解原电池的概念和形成条件,的概念和形成条件,理解原电池的原理。理解原电池的原理。通过实验提高学通过实验提高学生设计能力、观察生设计能力、观察能力、动手能力及能力、动手能力及思维能力。思维能力。通过原电池原理的通过原电池原理的探究过程,培养学生探究过程,培养学生实事求是、勇于探究、实事求是、勇于探究、创新的科学态度。创新的科学态度。
3、体验科学探究的艰体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化类的文明进步学习化学的责任感和使命感。学的责任感和使命感。通过教师创设问通过教师创设问题情境、学生进行题情境、学生进行实验探究,帮助学实验探究,帮助学生自主建构原电池生自主建构原电池概念,理解和掌握概念,理解和掌握原电池原理。原电池原理。引导学生学习以引导学生学习以问题为中心发现问问题为中心发现问题、解决问题的学题、解决问题的学习方法。习方法。教学目标教学目标知识技能知识技能过程方法过程方法情感态度价值观情感态度价值观 通过对原通过对原电池实验的探电池实验的探究,引导学生究,引导学生从电子转移角从电子转移角度
4、理解化学能度理解化学能转化为电能的转化为电能的本质。本质。“体验化体验化学能与电学能与电能相互转能相互转化的探究化的探究过过程程”“”“了了解原电池解原电池的工作原的工作原理及构成理及构成条件条件”。教学重难点教学重难点问题引导法问题引导法实验探究法实验探究法教法学法教法学法教法教法学法学法分组合作学习分组合作学习教学过程教学过程1导入新课导入新课2原电池原理原电池原理的探究的探究3情感升华情感升华4实践活动实践活动5课堂小节课堂小节6作业布置作业布置1导入新课导入新课(1 1)指导学生阅读课本关于电)指导学生阅读课本关于电力在当今社会的应用和作用,提力在当今社会的应用和作用,提出问题:物质中
5、的化学能在什么出问题:物质中的化学能在什么条件下能转化为电能呢?又是如条件下能转化为电能呢?又是如何转化的呢?何转化的呢?(2 2)多媒体呈现)多媒体呈现20012001年我国发年我国发电总量构成图和火力发电的相电总量构成图和火力发电的相关图片、影响和图表,引导学关图片、影响和图表,引导学生分析燃烧的氧化还原本质及生分析燃烧的氧化还原本质及其能量的变化。其能量的变化。什么是火力发电,火力发电的原理是什么?什么是火力发电,火力发电的原理是什么?指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的?指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的?火力发电的利与弊是什么?火力发电的利与弊是什么?假设你是电假设你是电力
6、工程师,面力工程师,面对这些利与弊,对这些利与弊,你会如何应对你会如何应对呢?呢?1导入新课导入新课1 1、设置阶梯式问题、设置阶梯式问题 问题问题1 1:氧化剂和还原剂直接接触进行反应时,化学能转:氧化剂和还原剂直接接触进行反应时,化学能转化为热能,再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。化为热能,再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。那么要使氧化还原反应释放的能量不经过热能,而直接转那么要使氧化还原反应释放的能量不经过热能,而直接转化为电能,所要解决的第一问题是什么?化为电能,所要解决的第一问题是什么?(电子定向移动电子定向移动)问题问题2 2:若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,
7、那:若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,那么,怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域,么,怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域,同时形成电流?同时形成电流?问题问题3 3:怎样知道所架设的桥梁中有电子流过?如何从电学:怎样知道所架设的桥梁中有电子流过?如何从电学角度考虑仪器选择和组装问题?角度考虑仪器选择和组装问题?2原电池原理探究原电池原理探究2 2、实验探究、实验探究实验实验2-4将实验将实验2-4分解成几个分组实验进行探究。分解成几个分组实验进行探究。2原电池原理探究原电池原理探究第一小组:第一小组:实验探究一实验探究一稀硫酸锌片稀硫酸铜片实验1:锌片插入稀硫酸中
8、实验2:铜片插入稀硫酸中实验序号实验序号实验实验1实验实验2实验步骤实验步骤锌片插入稀硫酸锌片插入稀硫酸铜片插入稀硫酸铜片插入稀硫酸实验现象实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案问题问题1:反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?:反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?问题问题2:Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的是通过什么途径将电子转移给溶液中的H的?的?问题问题3:怎样想办法让这种电子的转移变成电流?:怎样想办法让这种电子的转移变成电流?组内交流组内交流列出想法列出想法第一小组:第一小组:实验探究一实验探究一实验3:锌片和铜片用导线连接插入稀硫酸中稀硫酸锌片铜片锌片铜片稀硫酸A
9、实验4:锌片和铜片导线连接插入稀硫酸中,导线间接上电流表第二小组:第二小组:实验探究一实验探究一第二小组:第二小组:实验探究一实验探究一实验序号实验序号实验实验3实验实验4实验步骤实验步骤将锌片和铜片用导线连接,平将锌片和铜片用导线连接,平行插入盛有稀硫酸的烧杯中,行插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。观察现象。将锌片和铜片用导线连接,插入盛有稀硫将锌片和铜片用导线连接,插入盛有稀硫酸的烧杯中,在导线之间接入灵敏电流计酸的烧杯中,在导线之间接入灵敏电流计,观察现象。,观察现象。实验现象实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案问题问题1:反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?:反应中哪种物质失
10、去电子?哪种物质得到电子?问题问题2:电子从:电子从Zn到溶液中到溶液中H经历了哪种途径?经历了哪种途径?问题问题3:导线在这个过程中起到什么作用?:导线在这个过程中起到什么作用?问题问题4:电流计在这个过程中起什么作用?:电流计在这个过程中起什么作用?组内交流组内交流列出想法列出想法2原电池原理原电池原理探究探究铜锌原电池微观工作原理的铜锌原电池微观工作原理的Flash动画动画 师生互动、分析现象、总结规律:师生互动、分析现象、总结规律:原电池:把化学能转变为电能的装置。原电池:把化学能转变为电能的装置。AZnCuSO42H+H+1.Zn片溶解片溶解2.Cu片上有气泡片上有气泡3.电流表指针
11、发电流表指针发生生偏转偏转负极:负极:Zn 2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)正极:正极:2H+2e-=H2(还原反应还原反应)电池总反应式:电池总反应式:Zn+2H+=Zn2+H2 ZnZnCuCuZnZnCuCuZn(-)Zn(-)Cu(+)Cu(+)稀稀硫硫酸酸 现现 象象电极反应式和电极反应式和电池总反应式电池总反应式电流电流方向方向电子电子流向流向电极电极电解质电解质溶液溶液2原电池原理探究原电池原理探究2原电池原理原电池原理探究探究从原电池的定义提出问题:原电从原电池的定义提出问题:原电池的电极反应应满足什么条件?池的电极反应应满足什么条件?活泼性不同的两极活泼性不同的两极 电解
12、质溶液电解质溶液形成闭合电路形成闭合电路自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应原电池的构成条件是什么?原电池的构成条件是什么?用多媒体展示电池的发明史用多媒体展示电池的发明史17801780年,意大利生物学家伽伐尼年,意大利生物学家伽伐尼(Galvani,L.)(Galvani,L.)青蛙抽搐实验。青蛙抽搐实验。原电池的雏形原电池的雏形理论解释理论解释:生物电观点!生物电观点!3情感升华情感升华伏打对生物电观点的质疑伏打对生物电观点的质疑 (Volta,A.1745-1827)1800年建立伏打电堆模型。年建立伏打电堆模型。伏打电池是伏打电池是实用电池的开端。实用电池的开端。意大利物理学
13、家伏打意大利物理学家伏打4实践活动实践活动一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化1.1.火力发电的过程。火力发电的过程。2.2.原电池:将化学能转化为电能的装置。原电池:将化学能转化为电能的装置。负极负极(Zn)(Zn):ZnZn2e2eZnZn2 2 (氧化反应)(氧化反应)正极正极(Cu)(Cu):2H2H+2e2eH H2 2(还原反应)(还原反应)总反应式:总反应式:ZnZn2H2H+ZnZn2 2H H2 23.3.原电池的构成条件:原电池的构成条件:有两种活动性不同的金属(或非金属导体)作电极。有两种活动性不同的金属(或非金属导体)作电极。电极材料都插入电解质溶液中。
14、电极材料都插入电解质溶液中。两极相连形成闭合电路。两极相连形成闭合电路。AZnCuSO42H+H+5课堂小节课堂小节一、完成课后习题一、完成课后习题二、查阅资料:二、查阅资料:原电池发现的历史和电池发展的新技术原电池发现的历史和电池发展的新技术三、利用铁钉、铜线、耳机等易得材料设计水三、利用铁钉、铜线、耳机等易得材料设计水果电池,评价自己的设计方案和实验装置果电池,评价自己的设计方案和实验装置6作业布置作业布置第二节 化学能与电能(1)一、火力发电的过程二、原电池:将化学能转化为电能的装置。三、原电池产生电流的原因:在电池内发生的氧化还原反应中,还原剂转移给氧化剂的电子经过外电路就产生了电流。
15、四、构成原电池的必要条件(两极一液成回路)极:两个电极液:电解质溶液 能发生氧化还原反应路:形成闭合回路板书设计板书设计设计反思设计反思本节课力图以问题为导向,以实验为基础,本节课力图以问题为导向,以实验为基础,以探究为方法,以微机为手段,不断创设情以探究为方法,以微机为手段,不断创设情景,帮助学生自主建构知识。通过化学史的景,帮助学生自主建构知识。通过化学史的引入和实验模拟,让学生体验科学探究的过引入和实验模拟,让学生体验科学探究的过程,在探究中学会科学研究方法,提高实验程,在探究中学会科学研究方法,提高实验能力、学习能力,从而真正改变学习方式。能力、学习能力,从而真正改变学习方式。欢迎批评指正欢迎批评指正谢谢谢谢!