人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量变化学案设计

这是一份人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量变化学案设计，共5页。学案主要包含了学习目标，学习活动，参考答案，实验6-3，学程案·视频，概念生成，实验小结，学习总结等内容，欢迎下载使用。
第2课时 化学反应与电能
【学习目标】
1.了解火力发电过程中的能量转化情况。
2.掌握原电池的构成条件及原电池的原理。
【学习活动】
学习任务
方法与路径
目标一：了解火力发电过程中的能量转化情况。
任务：（1）火力发电是我国主要的发电方式。简单地说就是利用燃料燃烧产生的热量,加热水使之形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。写出火力发电的能量转化情况。
【参考答案】能量的转化:化学能热能机械能电能
（2）火力发电过程中哪一步最为关键?火力发电有哪些优缺点?
【参考答案】上述转化过程的关键是燃料的燃烧。燃烧反应属于氧化还原反应并释放能量。
优点:廉价、方便、资源丰富;
缺点:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
围绕目标一：
任务由学生依据情境内容及所学知识，认真分析火力发电中的能力转化形式，并思考其优缺点。完成后由学生独立回答，教师讲评。
目标二：掌握原电池的构成条件及原电池的原理。
任务1：阅读教材p36——【实验6-3】内容，并观看原电池实验视频，记录实验现象，完成下列问题。【学程案·视频】 课时2 原电池实验
实验装置
实验现象
实验结论
锌片上有气泡，铜片上无气泡
锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应
锌片上无气泡，铜片上有气泡
产生H2(还原反应)的位置发生了改变
锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转
装置中发生反应产生氢气,导线中有电流通过，该装置实现了将化学能转化为电能
【概念生成】
原电池：把化学能转化为电能的装置。
（2）分析铜锌原电池具体变化情况，完成下列问题。
电极
材料
电极
名称
电子转移
电极反应式
反应类型
锌
负极
失电子/电子流出
Zn－2e－===Zn2＋
氧化反应
铜
正极
得电子/电子流入
2H＋＋2e－===H2↑
还原反应
电池反应的离子方程式
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
任务2：阅读教材p56，结合氧化还原反应理论及原电池知识，思考并完成下列问题。
【学程案·视频】 课时2 化学能转化为电能
实验1：
实验装置
实验操作
电极材料
实验现象
解释
用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接,使锌片与铜片接触,观察电流表指针是否发生偏转;用石墨棒代替铜片进行上述实验
锌片、铜片
电流表指针 没有 偏转
因为没有 电解质溶液,所以不能发生 原电池 反应
锌片、石墨棒
电流表指针 没有 偏转
实验2：
实验装置
实验操作
实验现象
解释
将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象
锌片 溶解 ,表面产生 无色气泡
锌的还原性比H2 强 ,溶液中的 H+ 直接生成H2,Zn 失去 电子生成 Zn2+ ,离子方程式为 Zn+2H+Zn2++H2↑ 。
再在烧杯中插入铜片,观察现象
①锌片 溶解 ,表面产生 无色气泡
②铜片表面 无明显变化
铜的还原性比H2 弱 , 不能 置换出H2,电子 不能 在溶液中移动,锌的电子 不能 转移到铜片,H+只能在 锌片 表面被还原成H2。
取出铜片,插入石墨棒,观察现象
①锌片 溶解 ,表面产生 无色气泡
②石墨棒 无明显变化 。
石墨为惰性材料, 不能 置换出H2,电子 不能 通过溶液转移到石墨棒,H+只能在 锌片 表面被还原成H2。
实验3：
实验操作和实验装置
电极材料
实验现象
解释
如图所示,选择不同的电极材料,以及稀硫酸、导线和电流表组装成原电池,观察实验现象
Zn、Cu
①锌片 溶解
②铜片 不溶解 ,表面 产生无色气泡
③电流表指针 偏转
锌 失去的电子通过 导线 转移至 铜片 表面,溶液中的 H+ 在 铜片 表面获得电子生成 H2
Zn、石墨
①锌片 溶解
②石墨棒表面 产生无色气泡
③电流表指针 偏转
锌 失去的电子通过 导线 转移至 石墨棒 表面,溶液中的 H+ 在 石墨棒 表面获得电子生成 H2
Cu、石墨
①铜片 不溶解
②电流表指针 不偏转
铜的还原性比H2 弱 , 不能 发生氧化还原反应, 没有 电子转移,因而 不能 产生电流
【实验小结】
构成原电池的条件：
①有自发的氧化还原反应
②有电极——正、负极
③电解质溶液
④形成闭合回路
任务3：阅读教材p38内容，完成下列问题。
（1）根据锌锰电池的构造示意图，完成下列问题。
一次电池——锌锰干电池
构造示意图
工作
原理
负极
锌筒
锌被氧化，逐渐消耗
电解质
氯化铵糊
正极
石墨棒
二氧化锰 被还原
特点
放电后 不能 充电
便于携带，价格低
（2）常见的充电电池有哪些？它们具有哪些特点？
【参考答案】铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等都是常见的充电电池。它们放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。
（3）燃料电池中能量是如何转化的?它们具有哪些特点。
【参考答案】燃料电池中能量的转化是直接将化学能转化为电能。
将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。
特点:①清洁、安全、高效;②反应物不是储存在电池内部,而是由外部提供;③供电量易于调节,能适应用电器负载的变化,且充电时间较短。
围绕目标二：
任务1由学生按照实验操作要求进行实验或观看实验视频，记录现象并思考完成问题。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师点评。
任务2由学生阅读教材，并按实验操作要求进行实验或观看实验视频，记录实验现象，完成问题。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师讲评。
任务3由学生阅读教材，理清化学电源的种类及它们各自特点，完成后，学生独立回答。教师讲授。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
让学生独立自主的绘制本课时的思维导图之后教师再展示思维导图给学生做对比，根据课堂时间情况可课堂完成或课后完成上交老师批阅。