2019-2020年高中化學 第二章第二節(jié) 化學能與電能教案3 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學 第二章第二節(jié) 化學能與電能教案3 新人教版必修2 一、教材分析 當今社會，學生對“電”有著豐富而又強烈的感性認識，當學生知道了化學反應中能量的相互轉(zhuǎn)化過程之后，對化學能與電能之間的轉(zhuǎn)化問題產(chǎn)生濃厚的興趣。教材從能量轉(zhuǎn)化角度來引出這種實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置──原電池裝置，再通過“科學探究”進一步挖掘原電池原理和組成條件，接著教材介紹根據(jù)此原電池原理制成的各種在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學實驗、日常生活中被廣泛應用的原電池。教材緊密聯(lián)系生活實際，以激發(fā)學生學習化學興趣，更重要的是啟發(fā)學生運用已學化學知識解決實際問題，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。 二、教學目標 1.知識目標：初步認識原電池的概念、原理、構(gòu)成條件。 2.能力目標：培養(yǎng)學生的實驗操作能力、觀察能力、科學的學習方法，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維與探究能力，以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。 3.情感目標：通過小組探究實驗活動，培養(yǎng)學生自主探索創(chuàng)新精神和同學間的交流合作學習的協(xié)作精神，并通過實驗不斷體現(xiàn)出由實踐→認識→再實踐→再認識的認知過程。 三、設計思路 教學方法：實驗探究法。通過實驗、分析、討論、總結(jié)、應用等過程，誘導學生觀察、思考、推理、探究。 教師創(chuàng)設實驗情景，學生通過閱讀材料得到啟發(fā)，沿著伏打發(fā)明電池的歷程，設計、動手實驗探討原電池原理。然后開展第二個探究性實驗：通過提供材料，讓學生設計實驗方案，分組討論、得出最佳方案，實驗探討構(gòu)成原電池的條件。最后開展第三個探究性實驗：利用所學知識，根據(jù)現(xiàn)有材料，制作水果電池，讓學生體驗學習化學樂趣。 具體流程如下： 四、教學準備 講授、演示實驗、學生分組實驗、多媒體輔助教學。 實驗準備：電流計，銅片、鐵片、鋅片、碳棒、干電池、稀硫酸、硫酸銅溶液、無水乙醇、蒸餾水、導線（帶鱷魚嘴）、燒杯、塑料棒、西紅柿等水果。 實驗室的布置：將桌椅妥善安排，以便各個小組的四位成員開展小組討論和合作實驗。 教具準備：教師制作課件、銅鋅原電池工作原理的模擬動畫、多媒體教學平臺。 五、教學過程 【引入】火力發(fā)電中能量是如何轉(zhuǎn)化的呢？ 火力發(fā)電是通過化石燃料燃燒(氧化還原反應)，使化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽訜崴怪癁檎羝苿诱羝啓C，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。燃煤發(fā)電是從煤中的化學能開始的一系列能量轉(zhuǎn)換過程： 化學能→熱能→機械能→電能。 其中，燃燒（氧化還原反應）是使化學能轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)鍵。 火力發(fā)電的好處：投資較少，建廠快，技術(shù)成熟，安全性能較高，原料較充分。 火力發(fā)電的弊?。簩Νh(huán)境污染較重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，能源利用率低。 火力發(fā)電的這些缺點催生了新的電能發(fā)生裝置，能不能找到一種裝置能把化學能直接轉(zhuǎn)化成電能呢？ 【板書】第二節(jié)《化學能與電能》 【閱讀材料】《科學史話 伏打與電池的發(fā)明(一)》 1780年意大利著名生物學家伽伐尼在解剖青蛙時發(fā)現(xiàn)，已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。伽伐尼做了如下實驗： 實驗1:用一枝銅鉤插入死青蛙的脊髓中，再掛在鐵欄桿上，當青蛙腿碰到鐵欄桿時，就發(fā)生顫抖。 實驗2:將青蛙放到銅制的解剖盤里，當解剖刀接觸蛙腿時，蛙腿發(fā)生抽搐。 他根據(jù)實驗得出：青蛙自身肌肉和神經(jīng)里的“生物電”是導致抽搐的原因。1791年，伽伐尼發(fā)表了《論肌肉中的生物電》論文，引起廣泛關(guān)注。 善于質(zhì)疑的意大利物理學家伏打，提出了疑問：為什么只有青蛙腿和銅器和鐵器接觸時才發(fā)生抽搐？為此，他做了如下實驗： 實驗1:將青蛙腿放在銅盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿抽搐。 實驗2:將青蛙腿放在木盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿不動。 經(jīng)過一番研究，伏打用實驗推翻了伽伐尼的結(jié)論，他發(fā)現(xiàn)兩種活潑性不同的金屬同時接觸蛙腿，蛙腿就會抽搐，蛙腿只是起了顯示電流通過的作用，所謂特殊的“動物電”是不存在的。 【提出問題】聯(lián)想到肌肉、神經(jīng)類似于能導電的電解質(zhì)的溶液，那么，電解質(zhì)溶液與活潑性不同的金屬作用會不會產(chǎn)生電流呢？請先做以下嘗試： 【安排學生實驗】 實驗1 觀察記錄 結(jié)論（小組討論） 將鋅片和銅片平行插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象； 鋅片表面有氣泡生成 銅片面有無泡生成 Zn ＋2H＋＝Zn2+ ＋H2 銅不能與稀硫酸反應 再使鋅片和銅片接觸，觀察實驗現(xiàn)象。 銅片也有氣泡生成 為什么銅片表面有氣泡？H+得到的電子是銅失去的嗎？ 電子從鋅片轉(zhuǎn)移到銅片上，H+得到的電子不是銅失去的。 【提出問題】你的頭腦中產(chǎn)生了什么疑問？做一個合理的假設解釋你的疑問！ 【學生假設】假設：電子從鋅片跑到銅片上。 【追問】如何證明電路中有電子通過？ 【學生回答】用電流表檢驗！將鋅片和銅片用導線連接起來，在導線之間接入電流表。平行插入稀硫酸溶液中觀察實驗現(xiàn)象。 【教師】動手試一下吧！ 【安排學生實驗】 實驗內(nèi)容 觀察記錄 結(jié)論（小組討論） 實驗2：將鋅片和銅片用導線連接起來，在鋅片和銅片導線之間接入電流表。 電流表偏轉(zhuǎn) 1、電路中有電流通過； 2、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 【教師】電流表偏轉(zhuǎn)啦！電流產(chǎn)生啦！從能量變化的角度分析，這是什么裝置? 【生】化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 【板書】原電池定義：化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 【小組討論】 1．在鋅片和銅片表面分別發(fā)生了哪些變化？ 2．電子從哪里來，到哪里去？ 3.電池的正極和負極分別是什么？判斷依據(jù)是什么？ 4.溶液中有哪些看不見的動作？ 【小組匯報】由于Zn失去的電子經(jīng)導線轉(zhuǎn)移到Cu片上，故導線上有電流通過，因此電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由鋅片流向銅片，根據(jù)物理學知識，電子移動方向與電流方向相反，電流由銅片流向鋅片，銅片為正極，鋅片為負極。負極(Zn)：Zn-2e-＝Zn2+正極（Cu）：2H+＋2e-＝H2 Zn失去電子成Zn2+進入溶液，溶液中的陰離子移向負極Zn，陽離子移向正極Cu。 【教師總結(jié)板書】 【過渡】原電池是化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，那么，要構(gòu)成一個原電池需要哪些條件呢？ 【閱讀材料】《科學史話伏打與電池的發(fā)明(二)》 伏打指出，伽伐尼實驗中連接起來的是兩種不同的金屬(他稱為第一類導體或干導體)和含液體的青蛙肌肉(他稱為第二類導體或濕導體)。伏打把不同的金屬板浸入同一種電解液里，組成了第一個直流電源──伏打電池。他用幾個容器盛了鹽水，把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來，電流就產(chǎn)生了。 【提出問題】根據(jù)已具備的氧化還原反應知識和上述信息，你認為構(gòu)成原電池的條件是什么？說出你的想法并與同伴交流。 【學生假設】原電池組成：兩塊電極（正、負極）和電解質(zhì)溶液。 【小組討論】下列裝置能否構(gòu)成原電池。如果你還有疑問，你可用下列藥品：Zn片、Cu片、石墨棒、Fe釘、稀硫酸、無水乙醇、導線、CuSO4溶液、電流表、燒杯等設計對比實驗證明你的想法。 【教師總結(jié)】形成條件一：活潑性不同的兩個電極──負極：較活潑的金屬；正極：較不活潑的金屬或非金屬導體石墨等；形成條件二：電極需插在電解質(zhì)溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路。用一句話可概括為“兩極─液成回路” 【板書】構(gòu)成原電池條件：“兩極─液成回路”。 【提問】有新發(fā)現(xiàn)的請舉手，還有什么實驗方案在現(xiàn)有實驗條件無法驗證的? 【學生】原電池反應必須是自發(fā)氧化還原反應。 【過渡】根據(jù)構(gòu)成原電池的條件，你是不是很想自己動手設計一個原電池呢？ 【安排學生活動】有下列材料：電極（Zn片、Cu片、石墨棒、Fe釘?shù)热芜x）、導線、水果（西紅柿2個）、電流計，請設計一個能使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的裝置。方式：最好先獨立設計，并動手試驗，邊做邊改進，也可與鄰座同學相互討論和觀摩，或請老師指導。 我設計的原電池 實驗現(xiàn)象 電流表是否偏轉(zhuǎn) 能否構(gòu)成原電池 結(jié) 論 【教師評價】提供參考設計。 【課堂練習】請你當醫(yī)生：格林太太是位漂亮、開朗、樂觀的婦女,當她在開懷大笑的時候，人們才可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊而潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金的—這是格林太太富有的標志；另一顆是不銹鋼做的—這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不解的是，打從車禍以后，格林太太經(jīng)常頭痛，夜間失眠，心情煩躁……你能為格林太太開一個藥方嗎？ 【課后作業(yè)】 1、完成探究：完成探究活動表。 2、解決問題：了解一個真正的電池，看看哪些地方運用到今天大家的研究成果。 3、搜集關(guān)于廢舊電池中存在的物質(zhì)，廢舊電池隨便丟棄會對環(huán)境造成哪些不良影響？ 六、板書設計 第二節(jié)《化學能與電能》 一、原電池定義：化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 二、 教學反思 本案例是一節(jié)以學生為主體的實驗探究式新課。在教學中，讓實驗成為學生實踐體驗的一部分，通過自主實驗，啟發(fā)引導，小組合作，討論分析等方法，讓實驗成為幫助學生開展探究活動的積極手段，并在其過程中培養(yǎng)他們基本技能，激發(fā)他們的探究熱情，激活學生的學習內(nèi)驅(qū)力。從整節(jié)課的教學過程來看，它重在探究、重實踐。在實驗探究中，不僅激發(fā)學生學習興趣獲得知識，更能啟迪學生思維、培養(yǎng)科學精神和創(chuàng)新能力，為學生的進一步發(fā)展創(chuàng)造一個新的局面。在實踐中學會交流，學會合作，并意識到合作是學習的有效途徑，培養(yǎng)集體意識，很好實現(xiàn)化學教學的情感目標。從整體教學效果來看，通過學生的大膽猜想和有目的的實驗探索，學生對知識點的掌握是相當不錯的，原電池的原理及形成條件，學生都能輕松、愉快地掌握并應用，為后面的新內(nèi)容的學習打下堅實的基礎。同時，通過實踐──認識──再實踐的親身體驗的學習過程，加深了對知識的理解。更重要的是，也讓學生充分展示自己的機會，使課堂圍繞學生為中心的教學活動，真正體現(xiàn)學生的主體地位,大大激發(fā)學習積極性。