22(12)化学能与电能教学设计

1锡林浩特六中落实新课程化学教学设计教学设计教师：韩立莉教学模块：第二章第二节化学能与电能完成时间：授课教师：一、课题：第二章第二节化学能与电能二、教材分析第二节化学能与电能，原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要地位。原电池原理教学是对前面有关金属性质和用途、电解质溶液、氧化还原反应本质、能量守恒原理等教学的丰富和延伸，同时，在原电池原理教学过程中通过对实验现象的观察、实验探究、分析、归纳、总结，培养了学生思维能力和实验能力。此节内容分两课时。第一课时1．了解一次能源和二次能源的含义，认识化学能源转化为电能对现代化的重大意义。2．初步认识原电池的概念、原理、组成及应用。第二课时1.理解认识各种化学电源的原理和其应用。2.了解研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题、增强环保意识。三、教学建议1.化学能与热能、电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置---化学电池，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。在化学电池中通过原电池和传统干电池（锌锰电池）初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；不要过分扩大化；2.通过介绍新型电池的开发和利用，让学生对化学的实用性和创造性有更多的体会，通过介绍新型电池的改进和创新，初步形成科学技术的发展观。3.高效利用教材、课外资料、生动的录像和图片、事实数据等教育资源，对“火力发电”进行透彻完整的剖析，为学生创设情境，使他们有机会去研究和总结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转化，并且形成高效利用燃料、不浪费资源、积极开发高能清洁燃料的意识。4.要充分调动学生已有的生活经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，建立在学生已有背景知识上的教学设计，能更好的体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，也符合认识规律。5.选择实验探究的教学方法。通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转化的研究过程，理解氧化还原反应中电子转移是化学电池的反应基础。利用课堂外科学探究实验活动和化学制作活动，如利用原电池原理证明几种金属的金属性强弱，各种水果、蔬菜电池的制作等，为学生提供应用知识的空间和拓展知识的机会。6.利用课堂内学习探究与课外调查相结合的方式，让学生在对原电池的技术产品—各种化学电源的原理、应用有一个较为理性的认识之后，感悟言之新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成客观的、正确的能源观。7.为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、探究的教学模式。围绕原电池的概念、原理和组成组织学生开展发现性学习活动，在活动中让学生形成解决问题的经验及化学知识技能。教师作为引导者和参谋，在整个活动中帮助学生排除失败和无效学习。8.分组实验说明和建议(1)实验中使用的铜片的面积要大一些，便于学生观察。锌片越纯越好，这样可减少锌片上的气泡。2（2）如果使用物理示教电流表，应选择好量程，使指针偏转较大同时又不烧毁电流表。用发光二极管代替电流表，可以提高学生的学习兴趣。(3)将实验表格化处理，将实验内容及现象以表格对比的形式呈现出来，便于学生总结。四、教学目标（1）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。初步认识原电池概念；掌握原电池的工作原理；能正确判断简单原电池的正负极；初步掌握形成原电池的基本条件；(2)能力与方法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。3.通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点，使学生的思维能力和创造能力都得到充分的锻炼。（3）情感与态度应用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。由师生共同参与讨论发现问题，并通过实验不断体现出由实践认识再实践再认识的认知过程。学会实际应用中的科学抽象，体验科学探究的乐趣，培养学生科学的学习习惯。树立正确的能量观念.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，形成正确能源观。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。五、教学重点、难点重点：初步认识原电池的概念、反应原理、构成的条件及应用。认识化学能转化为电能对现代化的重大意义。难点：从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质，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。六、教学方法：1、启发、实验演示，（让学生初步认识原电池，形成形象思维）2、学生探究实验，（探究原电池概念、形成条件，培养学生主动学习、探究科学的能力和习惯）3、借助计算机模拟演示和实物展示，（增大课堂容量，提高学生的好奇心，开扩学生的视野。）七、教学准备：教学课件、实物投影仪仪器：多媒体、烧杯、导线、电流表、药品：铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸、苹果。八、教学过程3第一课时教学流程教学内容教学设计意图引入新课【情境设计1】1.格林太太的烦恼；2.对于以钢铁为材料的轮船，为了避免船身被腐蚀，一般可以在船身底部焊上一块锌，你想知道这样做的原因和目的吗？现在的生活中，我们用到多种多样的电池，它们工作的原理是什么？这节课我们将解开他的秘密。一、化学能转变成电能激发兴趣1.原电池的概念和原理【情境设计2】【多媒体展示图片：热电厂生产的过程】参看课本40页内容。阅读、讨论、解决以下问题：电力在当今社会的应用和作用。我国目前和未来发电总量的构成。火力发电的原理是什么？火力发电有什么利和弊？【问题设计1】问：如何把化学能直接转化为电能呢？【情境设计3】〖实验探究1：〗Cu-Zn原电池实验：（要给学生充分的思考时间，完成报告单的填写）①在Cu、Zn接触后接电流表。②Cu、Zn分别插入稀硫酸中。③Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。④将Cu、Zn用导线连接起来，插入稀硫酸中。⑤在Cu、Zn导线之间接电流表。⑥将Cu、Zn导线互换再接电流表。【问题设计2】引导学生观察④⑤现象，分析原因1.锌片溶解变成什么了？2.铜片上产生的是什么气体？3.锌片和铜片上各发生什么反应？4.H+获得的电子从哪里来？5.根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正负极？〖交流归纳〗原电池的正负极有哪些规律？引出原电池的概念和原理，书写两极反应式、总反应式，分析两极反应特点，得出原电池反应的本质是氧化还原反应。培养学生动手能力、观察能力、分析归纳、合作交流的能力2.原电池中带电粒子的流向和电【问题设计3】为何电子会自动从负极流向正极【情境设计4】以一次性筷子和竹筷子吸水高度不同去说明培养学生分析比较、归纳能力、同4流的流向电子从Zn流向Cu的原理。【问题设计4】1.原电池中形成电流的原因是什么？2.电子是如何流动的？电流的方向又如何？学生讨论归纳。【情境设计5】原电池中电子的流向，工作原理小结：动画演示时练习电极反应式的书写3.原电池的构成条件【问题设计5】下列装置是否都能构成原电池？如不能构成原电池，原因是什么？说明什么问题？【情境设计6】〖实验探究2〗①两极材料不同的各种现象。②不同溶液的各种现象。③不同电极在同一电解质溶液中。④电极在同一容器和不同容器中的现象。化学用语化：将上述成功转化实验中的反应，用氧化反应式、还原反应式和总化学方程式的形式表示出来。〖交流归纳〗引导学生讨论归纳得出原电池的构成条件：两极:两种活动性不同的金属（或能导电的非金属单质）一线：两电极与电解质溶液形成闭合回路。实验序号电极材料溶液现象氧化反应还原反应总反应1Zn-Zn稀硫酸2Zn-C实验序号电极材料溶液现象氧化反应还原反应总反应1Zn-Cu稀硫酸2Zn-Cu硫酸铜3Zn-Cu无水乙醇实验序号电极材料溶液现象氧化反应还原反应总反应1Zn-C硫酸钠2Cu-C稀硫酸实验序号电极材料溶液现象氧化反应还原反应总反应1Zn-Cu插在同一西红柿中2Zn-Cu插在两个西红柿中培养学生分析归纳能力5一液:电解质溶液，而且电极均插入电解质溶液。一反应：能自发发生的氧化还原反应【情境设计7】原电池小结（动画演示）4.巩固练习【练习巩固】1．下列装置哪些可以形成原电池?形成原电池的写出电极反应式,并指出电子流动方向。电极反应要遵守：质量守恒；电荷守恒正负极得失电子数相等的规律【情境设计8】在锌与稀硫酸反应的试管中，滴人少量硫酸铜溶液，观察实验现象。【问题设计6】思考题请根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe2(SO4)32.用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是，负极的电极反应式是。熟练电极反应式的书写（第2课时）教学流程教学内容教学设计意图引入新课【复习】请一位同学总结原电池的重要知识点【情境设计9】多媒体展示各种电池[板书]二、发展中的化学电源激发兴趣1.干电池【问题设计7】[合作探究]教师投影表格[学生自学]阅读P３７发展中的化学电源干电池部分，填写下表中的空白问题（表一）电池名称干电池(drycell)负极正极2NH4++2e=2NH3+H2H2+2MnO2Mn2O3+H2OZn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+复习巩固分析归纳6电池总反应式：2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O优点缺点改进方法优点：携带方便缺点：电量小，污染大随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。2.充电电池【情境设计10】铅蓄电池的结构图片表二（１）电池名称蓄电池（storagebattery）负极正极电池总反应式：优点缺点改进方法优点：可反复使用缺点：污染大〖实物展示〗表二（２）电池名称镍镉电池锂电池银锌电池总反应式Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+2Cd(OH)2Li+MnO2=LiMnO2Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag主要用途优点、缺点如果有缺点改进的方法锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。3.燃料电【情境设计11】氢氧燃料电池的结构图片7池表三优点：效率高、无污染，装置可持续使用电池名称氢氧燃料电池正极O2+2H2O+4e-=4OH-负极２H2+４OH--４e=４H2O总反应式2H2+O2=2H2O有什么燃料可以代替氢气燃料电池的发展前景21世纪，燃料电池将是一种广泛使用的电源―――[思考与交流]1.将化学能转变为电能有几种基本形式？（1）化学能→热能→机械能→电能．包括从大型火力发电站到小油机等各种“火力”发电装置．（2）化学能→热能→电能．包括从热电堆到热离子发电装置等各种“热电转换设备”．（3）化学能→电能．即所谓“化学电源”，它是一种把化学能直接转变为低压直流电能的装置，简称电池．培养学生的归纳能力，拓宽学生知识面九、反思