高中化學-化學反應為人類提供能量教學設計學情分析教材分析課后反思

第三節化學反應的利用(第二課時化學反應為人類提供能量)教案化學反應的利用第2課時化學反應為人類提供能量教案教學目標1.知識與技能（1）了解原電池的工作原理及構成條件（2）能正確書寫電極反應式和電池總反應方程式（3）通過實驗培養學生化學實驗的觀察操作及設計能力;綜合運用有關的知識技能和方法，分析解決一些化學問題的高級技能2.過程與方法（1）讓全體學生經歷探究的過程，學習科學探究方法，提高科學探究能力（2）培養學生科學的思維方式和問題意識。3.情感態度與價值觀（1）體驗科學探究的艱辛和喜悅，（2）培養學生勇于創新，積極實踐等科學精神和科學態度（3）學會與他人合作，主動交流.4.教學重點了解原電池的反應原理及構成原電池的一般條件5.教學難點了解原電池的反應原理教學過程設計教師活動學生活動設計意圖【復習】化學反應過程中不僅有物質變化，還有能量變化，這一節的標題就是利用化學反應為人類提供能量，那么你知道化學能能夠轉化為哪些形式的能量嗎？先復習一個小實驗，展示圖片。將鋅粒加入到裝有稀硫酸溶液的燒杯中，用溫度計感受反應中的熱量變化，溫度計鋅片稀硫酸這個實驗大家非常熟悉，可觀察到什么現象？寫出此反應的離子方程式。【過渡】這說明此反應放熱，化學能轉化為熱能。這個反應的化學能能否轉化為電能呢？這就是本節課要學習主要內容，展示學習目標?！就队啊繉W習目標：理解原電池的工作原理了解原電池的構成條件了解原電池原理的簡單應用【過渡】所有反應的化學能都可轉化為電能嗎？根據鋅和稀硫酸反應的特點判斷下列反應是否可設計成原電池?！就队啊坷?下列反應可以設計成原電池的是（）CaO＋H2O===Ca(OH)2②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑③2H2O===2H2↑＋O2↑

④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2⑥Fe＋2FeCl3===3FeCl2

A．①②④⑤⑥

B．②③⑤⑥

C．②⑤⑥

D．全部學生回答后總結：能夠設計成原電池的化學反應特點：必須是氧化還原反應，②必須是放熱反應。【過渡】怎么能將化學能轉化為電能呢？以鋅和稀硫酸的反應為例?！菊故尽孔灾魈骄?原電池的工作原理藥品和儀器：稀硫酸、銅片、鋅片、導線（帶鱷魚夾）、電流計、燒杯目的：驗證你們所組裝的原電池能否產生電流任務：先繪制原電池的裝置圖，然后組裝原電池，最后根據實驗現象填寫學案中空白?！咎嵝选靠茨膫€組的同學先看到有電流產生的現象，并示意我。如果你在實驗過程中有什么疑問的話，歡迎與老師交流?？吹诫娏骱蟀唁\片和銅片取出來。【展示】學生學案完成情況，糾正錯誤。學生可能沒有寫負極現象，有氣泡產生，要叮囑學生一定要實事求是，科學來不得半點虛假，說不定你對預測之外的現場繼續深入研究會有重大的發現?？茖W發展史上有很多這樣的例子。針對學生的學案情況，采訪某位同學，我們能不能說正極材料銅得到電子？是誰得到電子呢？正極材料是否還可換為其他的物質呢？舉例說明此原電池的電解液是稀硫酸，現在我換成硫酸銅是否還會產生電流？各電極發生的反應有何改變？在電解質溶液中陽離子向正極移動，可以理解，陰離子為什么要一定移向負極呢？鼓勵學生的回答都很棒！【多媒體】動畫演示原電池的工作原理?！究偨Y】原電池的工作原理：較活潑的金屬發生氧化反應,電子從較活潑的金屬(負極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)。在內電路中陽離子移向正極，陰離子移向負極?！舅伎肌扛鶕姵氐墓ぷ髟砟隳苷沓龆嗌俜N判斷原電池正負極的方法?！就队啊吭姵卣摌O的判斷方法無論電池的結構多么復雜，正負極的反應類型、電子和離子的移動方向是不會改變的，這也是你判斷正負極最可靠的方法，可總結口訣“負氧正還，陰負陽正”。下面請同學們做例2、例3鞏固一下所學內容?！具^渡】剛才同學們做實驗時遇到了你們預習之外的實驗現象，也就是鋅極也產生了氣體，原因是什么？說說你的猜測?！疽龑Х治觥夸\電極產生氣體，說明H+這里直接得到電子被還原了，可能是熱還原法冶煉金屬鋅的時候混有的什么？形成了什么裝置？【過渡】這部分電子還通過導線嗎？這部分化學能還能轉化為電能嗎？那我們需要對原來的裝置進行改進，設計一個新電池?！就队啊俊咀灾魈骄?】創新設計原電池設計要求：避免H+在鋅片上直接還原析出氫氣，以提高供電效率。藥品和儀器：稀硫酸、硫酸鋅溶液、銅片、鋅片、導線（帶鱷魚夾）、電流計、燒杯、被飽和氯化鉀溶液浸泡過的紙條?！窘處煛空埻瑢W們小組內討論設計實驗方案。小組展示討論結果及時給與鼓勵，實踐是檢驗真理的唯一標準，下面請同學們進行合作嘗試一下。【思考】1、鹽橋中有什么離子？離子的移動方向如何？原因是什么？2、這樣時間長了，鹽橋中離子濃度是否就降低了，怎么辦？3、能否用導線代替鹽橋？【過渡】無論哪種原電池都必須要由哪幾部分？帶著這樣一個基礎知識，繼續我們的探究之旅?！咀灾魈骄?】原電池的構成條件【投影】例4【思考】人的唾液是否是電解質溶液呢？水果汁是不是電解質溶液呢？請閱讀下面這個小故事【小故事】英國有一位貴婦人因蛀牙補過一顆黃金假牙，后因車禍又補了顆不銹鋼假牙。從此出現頭痛、失眠、心情煩躁等癥狀，四處求醫總是找不到病因。這種痛苦的經歷一直持續了十年，直到有一次在上流社會的舞會上巧遇一位著名化學家，這位化學家幫她找到病因，才解除了病痛。假如你是這位化學家，你會怎樣給貴婦人解釋經常頭痛的原因是什么？如何醫治？【過渡】在大家的實驗桌上都有一個水果，你是否想過水果也可以發電呢？怎么操作？試一試?！就队啊縿幽X動手：有下列材料：鐵釘、圓形銅電極、導線、水果（西紅柿、蘋果等）、電流計，請設計一個裝置使電流計指針發生偏轉?！締l】原電池就在我們身邊，原電池就在我們的生活中。【過渡】自從1799年，意大利物理學家伏打發明了第一個電池以來，經過多少代人的努力，才有了今天我們使用的各種各樣的電池。你能否會把化學反應設計成原電池？【投影】【自主探究5】原電池原理的應用請根據反應Fe+2Fe3+=3Fe2+設計一個原電池，畫出裝置圖（提示：先把總反應方程式拆成兩個半反應，即氧化反應和還原反應）歸納總結：設計原電池的方法步驟：【結束】今天我們學到了什么？還有什么疑惑？請學習委員為我們總結一下，今天所學課的主要內容。齊聲回答：熱能、光能、電能回答：溫度計讀數升高，有氣體生成。書寫離子反應方程式。分析后回答，并解釋原因。畫出實驗裝置圖合作動手完成實驗，各自完成學案上的空白。糾正錯誤接受采訪學生仔細觀察、思考。一同總結原電池的工作原理。思考、交流、討論后展示正負極的判斷方法。做學案中的例1、例2后回答。回答：雜質，形成了原電池。學生積極交流討論，以小組為單位展示討論結果。小組成員進行合作完成實驗。回答：K+向正極移動，Cl-向負極移動。滴加飽和氯化鉀溶液可再生。不能思考后回答;電極、電解質溶液、閉合回路。整理歸納組成原電池的必備的四個條件。解釋原因：形成了原電池，產生了電流刺激神經。動手操作水果電池。先自主設計，后討論，展示結果。歸納總結原電池設計的方法。復習化學反應中不同形式的能量轉化。引出本節新課學習任務。認識化學反應與原電池反應的關系，有利于理解原電池原理的本質。通過小組實驗提高動手能力、觀察能力和分析推理能力。加深學生對原電池構成及工作原理的認識從微觀角度加深對原電池的工作原理的認識，一目了然。提高學生的合作交流能力。并進一步加深對原電池的工作原理的理解。及時鞏固所學內容讓學生充分發揮想象，鼓勵合理的方案。鍛煉學生的創新思維。通過實踐活動，增強學生的動手能力。感悟學習化學的樂趣。進一步鞏固原電池的工作原理。通過練習鞏固原電池的形成條件讓學生認識到電池就在我們身邊，就在我們的生活中，體會到化學科學的實用性，體會到學習化學的樂趣。對本節課的內容回顧總結?！秾W情分析》學生已經學習了金屬的性質、電解質溶液及氧化還原反應等有關知識；在能力上，學生已經初步具備了觀察、實驗、思維能力。生活在現代社會，學生對“電”有著豐富而又強烈的感性認識。當學生們了解了化學反應中能量轉化的原因，并感受了探究化學能與熱能的相互轉化過程之后，會對化學能與電能之間的轉化問題產生濃厚的興趣。學生喜歡通過實驗探究化學反應的實質，由實驗現象推測反應原理，學生對本節課會有所期待。

《效果分析》在同學已對原電池的概念和原理都有一定的理解的基礎上，本節課以學生為主體，讓學生在實驗中發現問題，自主思考交流，通過不同學生的猜測才找到問題的原因后進行設計改進實驗裝置并進行嘗試，很好的培養的學生的學習興趣，體會的探究的艱辛和成功的快樂，而且通過設置小故事和水果電池，緊密聯系生活實際，讓學生感受到原電池就在我們身邊，就在的我們的生活中，激發了學生的學習熱情。通過課間檢測的結果看，效果也比較理想。第2課時化學反應為人類提供能量《教材分析》本課時內容承接本章第一節中化學反應中能量釋放問題，以“化學能如何轉變成電能”為例解釋了“為什么說化學反應為人類提供了能源”，并說明了化學在能源開發和利用方面的作用。作為化學必修模塊中元素化合物知識和基本概念、基本理論的最后一節，本節承擔著對前面知識的回顧、總結，以及深化和提升學生對化學研究的應用價值的認識的雙重任務。從反應物之間電子轉移角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應本質的拓展和應用；從內容上看，原電池的構成和工作原理為后面選修4進一步學習原電池、電解池和金屬的電化學腐蝕與防護“開路”。本課時的主要內容有：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。原電池原理和組成條件是本節課的重點，原電池原理是本節課的難點。本節教材設置了大量的探究教學素材，富有深刻的探究教學思想內涵。課本后面的“家庭小實驗水果電池”，生活中使用的各種各樣電池的反應原理都是本課時探究教學內容的應用和延伸?！对u測練習》【自主探究1】什么樣的化學反應能夠設計成原電池例1下列反應可以設計成原電池的是（）CaO＋H2O===Ca(OH)2②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑2H2O===2H2↑＋O2↑④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2⑥Fe＋2FeCl3===3FeCl2

A．①②④⑤⑥

B．②③⑤⑥

C．②⑤⑥

D．全部整理歸納：能夠設計成原電池的化學反應必須具備下列條件：_____________________________;②_________________________【自主探究2】原電池的工作原理藥品和儀器：稀硫酸、銅片、鋅片、導線（帶鱷魚夾）、電流計、燒杯目的：驗證你們所組裝的原電池能否產生電流任務：先繪制原電池的裝置圖，然后組裝原電池，最后根據實驗現象填寫下列空白。電極名稱：_______電極名稱：____實驗現象：________實驗現象：__________電極反應式：________電極反應式：______反應類型：___________反應類型：__________在裝置圖上畫出電子和離子的移動方向?？偡磻匠淌剑篲_________________________思考1、能不能說正極材料銅得到電子？是誰得到電子呢？正極材料是否還可換為其他的物質呢？2、此原電池的電解液如果換成硫酸銅是否還會產生電流？各電極發生的反應有何改變？3、在電解質溶液中為什么陽離子向正極移動，陰離子要一定移向負極呢？整理歸納：原電池正負極的判斷方法負極判斷依據正極例2．下列關于原電池的敘述中，正確的是

A．原電池中，正極就是陽極，負極就是陰極B．形成原電池時，在負極上發生還原反應

C．原電池工作時，溶液中的陽離子向負極移動D．電子從負極流向正極

例3、已知空氣-鋅電池的電極反應為：鋅粒：Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O石墨：O2+H2+2e—=2OH—那么鋅片是（）A．正極，并被還原B．正極，并被氧化C．負極，并被還原D．負極，并被氧化【自主探究3】創新設計原電池設計要求：避免H+在鋅片上直接還原析出氫氣，以提高供電效率。藥品和儀器：稀硫酸、硫酸鋅溶液、銅片、鋅片、導線（帶鱷魚夾）、電流計、燒杯、被飽和氯化鉀溶液浸泡過的紙條。設計方案（畫出裝置圖）思考：1、鹽橋中有什么離子？離子的移動方向如何？原因是什么？2、這樣時間長了，鹽橋中離子濃度是否就降低了，怎么辦？3、能否用導線代替鹽橋？【自主探究4】原電池的構成條件例4下列能夠構成原電池的是（）ACuHACuH2SO4CZnZnH2SO4H2SO4ACu整理歸納：原電池的構成條件（1）________________________________________(2)___________________________________________(3)_____________________________________________(4)____________________________________________動腦動手：有下列材料：鐵釘、圓形銅電極、導線、水果（西紅柿、蘋果等）、電流計，請設計一個裝置使電流計指針發生偏轉?！咀灾魈骄?】原電池原理的應用設計原電池例5請根據反應Fe+2Fe3+=3Fe2+設計一個原電池，畫出裝置圖（提示：先把總反應方程式拆成兩個半反應，即氧化反應和還原反應）歸納總結：設計原電池的方法步驟：1、_________________________________________________2、______________做負極，_____________做正極，______________做電解質溶液?！咀兪接柧殹磕吃姵氐碾x子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是()

正極負極電解質溶液A.CuZnHClB.ZnCuCuSO4C.CuZnCuSO4D.CuZnZnCl2【課堂檢測】1.(2017·中山高一檢測)下列說法錯誤的是()A.化學反應除了生成新的物質外,還伴隨著能量的變化B.物質的燃燒一定是放熱反應C.放熱的化學反應不需要加熱就能發生D.化學能與光能之間可以相互轉化2.(2017·石家莊高一檢測)下面是四個化學反應,你認為理論上不可用于設計原電池的是()A.2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑B.2H2+O22H2OC.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑D.CH4+2O2CO2+2H2O3.(2017·長治高一檢測)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質,使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是()A.水既是氧化劑又是溶劑B.放電時正極上有氫氣生成C.放電時OH-向正極移動D.總反應為2Li+2H2O2LiOH+H2↑4(2017·泰安高一檢測)兩種金屬A與B和稀硫酸組成原電池時,A是正極。下列有關推斷正確的是()A.A的金屬性強于BB.電子不斷由A電極經外電路流向B電極C.A電極上發生的電極反應是還原反應D.A的金屬活動性一定排在氫前面5.將鐵棒和鋅棒用導線連接插入CuSO4溶液中,當電池中有0.2mol電子通過時,負極質量變化是()A.增加6.5g B.減少6.5gC.減少5.6g D.增加6.4g6.(2017·寧德高一檢測)茫茫黑夜中,航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網為電極材料的海水電池。下列關于這種電池的說法正確的是()①鋁合金是陽極 ②鋁合金是負極③海水是電解液 ④鋁合金電極發生還原反應A.②③