22《化学能与电能》教案_新人教版必修2

1第二节化学能与电能（第1课时）三维目标知识与技能1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。过程与方法1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。情感、态度与价值观1.发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。2.赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。教学重点原电池的概念与构成的条件。教学难点用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。教具准备多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。教学过程[新课导入]一、化学能与电能的相互转化化石燃料燃烧蒸汽发电机1.火力发电：化学能热能机械能电能（氧化还原反应）化学电池2.化学电源：化学能电能原电池的原理（氧化还原反应）2原电池能量转换（实质）化学能→电能的装置。（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）锌铜原电池电极名称负极（电子流出的一极）正极（电子流入的一极）材料较活泼金属（Zn）较不活泼金属(Cu)金属(Fe)非金属（C）金属（Pb）金属氧化物（PbO2）电解液通常和电极反应。构成条件两极、一液、一线、一反应①两个活泼性不同的金属②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液④能自发地进行一个氧化还原反应负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极（Cu）：2H++2e-=H2↑(还原反应)总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑该氧化还原反应的化学能转变为电能。离子迁移池内阳离子向正极作定向移动，阴离子向负极作定向移动。（池内）电流：由负极到正极。电子迁移（池外）电子流动：由负极到正极（池外）电流：由正极到负极。重要应用制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率干电池、铅蓄电池、新型高能电池、3第二节化学能与电能（第2课时）三维目标知识与技能在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出一些原电池实验，学习实验研究的方法。过程与方法1.在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。2.能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。情感、态度与价值观1．有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。2．赞赏原电池对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成可持续发展的思想。教学重点实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。教学难点对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思教具准备多媒体课件、投影仪教学过程[新课导入][复习]师：请一位同学总结原电池的重要知识点生：i原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。ii.原电池的构成条件：①有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中。③两极相连形成闭合电路。生2.iii.原电池化学反应本质：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）二、发展中的化学电源：几种常见电池和新型燃料电池1.干电池2.充电电池3.燃料电池4归纳如下表：化学反应特点锌—锰电池（一次电池）负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2锌银电池Zn|KOH|Ag2O（一次电池）锌银电池Zn|KOH|Ag2O负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等铅蓄电池（充电电池）负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O锂电池新型电池（充电电池负极：Li–e--=Li+正极：MnO2+2e-=MnO2-总反应：Li+MnO2=LiMnO2温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。燃料电池氢氧燃料电池碱性电池：电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极：2H2–4e-+4OH-===4H2O正极：O2+4e-+2H2O===4OH-酸性电池：电解质溶液为硫酸溶液：负极：2H2–4e-===4H+正极：O2+4e-+4H+===2H2O反应物不是贮存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。产物是水，无污染。一种高效、环境友的发电装置。甲烷燃料电池电解质溶液为氢氧化钾溶液：负极：CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O正极：2O2+8e-+4H2O===8OH-总反应：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O5水果电池原电池6锌锰干电池铅蓄电池构造示意图氢氧燃料电池构造示意图锂离子电池第3页（共9页）