2019-2020年高中化學《化學能與電能的轉(zhuǎn)化》教案9 蘇教版選修2.doc

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2019-2020年高中化學《化學能與電能的轉(zhuǎn)化》教案9 蘇教版選修2 科 目 高一化學 主 備 時 間 課 題 化學能與電能 課 時 總第 課時 三 維 目 標 知識與技能 學生通過實驗探究認識原電池的工作原理和原電池的構成條件，初步形成原電池的概念。 過程與方法 學生通過對化學能轉(zhuǎn)化為電能的學習，體驗科學探究的過程，理解科學探究的意義，理解科學探究的基本過程和方法，初步養(yǎng)成科學探究的能力。 情感態(tài)度與價值觀 學生通過探究化學能轉(zhuǎn)化為電能的奧秘，提高學習化學的興趣和熱情，體驗科學探究的艱辛與喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。 教 學 重 點 原電池的構成條件 教 學 難 點 原電池的工作原理 教 學 過 程 設 計（教 法、學 法、課 練、作 業(yè)） 一、課前預習 1、分析火力發(fā)電的利弊 2、氧化還原反應的實質(zhì) 3、原電池的概念，工作原理和本質(zhì) 4、原電池的構成條件 二、講授新課 【問題探討】在火力發(fā)電的過程中，能量是怎樣進行轉(zhuǎn)換的？ 【學生分組討論得出結(jié)論】在火力發(fā)電過程中，經(jīng)歷了一系列的能量轉(zhuǎn)換： 電能 發(fā)電機 機械能 熱能 蒸汽 化學能 燃燒 【問題探討】在火力發(fā)電過程中，化學能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能，由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能源利用率低，造成能源極度浪費。那么能否將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，提高能量的利用率？ 【設置階梯式問題，對學生進行探究思路引導】 問題1：氧化劑和還原劑直接接觸進行反應時，化學能轉(zhuǎn)化為熱能，再經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么要使氧化還原反應釋放的能量不經(jīng)過熱能，而直接轉(zhuǎn)化為電能，所要解決的第一問題是什么？（電子的定向移動形成電流） 問題2：若將氧化反應和還原反應分開在不同區(qū)域進行，那么，怎樣架設橋梁使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，同時形成電流？ 問題3：怎樣知道所架設的橋梁中有電子流過？如何從電學角度考慮儀器選擇和組裝問題？ 【學生活動】學生組成課題學習小組進行討論，交流，初步了解科學探究步驟，建立科學探究模型，并試著設計實驗方案進行探究。 【科學探究】如何將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能？ 【學生組成課堂學習小組，設計實驗探究方案，分組實驗，進行實驗探究，觀察實驗現(xiàn)象并記錄，小組成員交流探討】 實驗序號 實驗1 實驗步驟 在小燒杯（50ml）加入一定量稀硫酸和一塊鋅片 實驗現(xiàn)象 用化學方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H＋的？ 問題3：怎樣想辦法使Zn和H＋分開，不讓H＋直接在Zn表面得電子？ 列出你對問題3的看法 實驗序號 實驗2 實驗步驟 在實驗1再插入銅片，觀察一段時間，使銅片與鋅片接觸，觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象 用化學方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H＋的？ 問題3：H＋得到的電子是Cu失去的嗎？Cu在這一過程中起什么作用？ 問題4：怎樣想辦法讓這種電子的轉(zhuǎn)移變成電流？ 列出你對問題4的看法 實驗序號 實驗3 實驗步驟 將鋅片和銅片用導線連接，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象 用化學方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：電子從Zn到溶液中H＋經(jīng)歷了哪種途徑？ 問題3：導線在這個過程中起到什么作用？ 問題4：你怎樣才能知道導線中有電子流過？怎樣才能知道導線中電子流動方向？ 組內(nèi)交流 列出想法 實驗序號 實驗4 實驗步驟 將鋅片和銅片用導線連接，插入盛有稀硫酸的燒杯中，在導線之間接入靈敏電流計，觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象 用化學方程式解釋現(xiàn)象 思考問題尋找答案 問題1：反應中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：電子從Zn到溶液中H＋經(jīng)歷了哪種途徑？ 問題3：電流計在這個過程中起什么作用？ 組內(nèi)交流 列出想法 【學生通過上述實驗方案進行探究，并對實驗結(jié)果進行探討交流，得出結(jié)論】要將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，必須將氧化反應和還原反應在不同區(qū)域進行，同時架設橋梁，使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，形成電流，這樣將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 【學生活動】分析在Zn－Cu原電池中鋅片和兩個區(qū)域得失電子情況，并試著用式子表示出來。 鋅片：Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反應） 銅片：2H+＋2e－＝H2↑（還原反應） 總反應式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑ 【教師引導，學生歸納，共同得出結(jié)論】 原電池中的電極名稱： 負極：電子流出的一極（如上述原電池中的鋅片）； 正極：電子流入的一極（如上述原電池中的銅片）； Zn Cu H+ Zn2＋ G H2SO4 電極反應式：表示負極、正極得失電子的情況的式子。 【過渡】上面我們通過實驗探究了原電池的工作原理，初步形成了原電池的概念，那么，原電池式由哪些部分組成的？即：原電池的構成條件是什么？ 【科學探究】原電池的構成條件。 【探究目標】根據(jù)已有的氧化還原反應知識和電學知識，利用已有的實驗用品，設計一套原電池裝置，探究原電池的構成條件。 主要用品：銅片、鋅片各兩塊，稀硫酸、導線、電流計。 【設置階梯式問題，對學生進行探究思路引導】 問題1：如果兩極材料相同和不相同時，將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 問題2：如果兩個電極在同一容器和不同容器中，將會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 【歸納總結(jié)】構成原電池的條件： 1、具有能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應； 2、有兩個用導線相連的活動性不同的電極； 3、有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)； 4、電極和電解質(zhì)溶液形成閉合回路。 【思考交流】在銅鋅原電池中，如果用的是純鋅，則在鋅片表面幾乎觀察不到氣泡，而在實驗中我們所用的是粗鋅（含有碳），在鋅片和銅片表面多有氣泡產(chǎn)生，你現(xiàn)在能解釋這種現(xiàn)象嗎？ 【課堂練習】 1如下圖所示的裝置能夠組成原電池且產(chǎn)生電流的是（ ） G G G G 稀硫酸 A 稀硫酸 B 硫酸銅溶液 C 乙醇水溶液 D 銅 銀 銅 鋅 銅 鋅 鋅 銅 2、下列燒杯中盛有的都是稀硫酸，其中在銅電極能產(chǎn)生氣泡的是（ ） 鋅 銅 銀 銅 銀 銅 鋅 銅 A B C D 3、把啊a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，外電路的電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動性由強到弱的順序為（ ） A、a>b>c>d B、a>c>d>b C、c>a>d>b D、b>d>c>a 【作業(yè)布置】導學練 P24 1～8題 【板書設計】 第二節(jié) 化學能與電能 一、原電池 將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 二、原電池的工作原理 三、原電池中的電極名稱： 負極：電子流出的一極 正極：電子流入的一極 四、構成原電池的條件： 1、具有能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應； 2、有兩個用導線相連的活動性不同的電極； 3、有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)； 4、電極和電解質(zhì)溶液形成閉合回路。 教后記：