高中人教版 (新课标)第二节 化学能与电能教案

化学能与电能—原电池 

綦江实验中学校   刘旺

一、教学目标

1．知识与技能：①初步掌握原电池的概念和形成条件，理解原电池的原理

②掌握电极反应式的正确书写

2. 过程与方法：通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池的概念，理解和掌握原电池的原理

3. 情感态度与价值观：通过小组探究实验活动，培养学生自主探索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神，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。

二、教学重难点

重点：掌握原电池的工作原理和构成条件的探究

难点：原电池的工作原理和构成条件的探究活动

三、教学准备

讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学。

实验准备：电流计，铜片、锌片、碳棒、稀硫酸、无水乙醇、柠檬、导线、烧杯、电流计

课件准备：教师制作课件、铜锌原电池工作原理的模拟动画、多媒体教学平台。

四、教学过程

（一）创设情境，引入新课

【多媒体展示】播放说过电池使发光二极管发亮的视频。为学生创设一个水果能发电的情景，激发学生的探究兴趣，并引入新课-----化学能转化为电能。

（二）新课教学，探索新知

1、能源

【多媒体展示】展示多种用电器的图片，通过图片让学生体会到现代生活确实离不开电能。顺势提出：像电能这样经过加工、转化后得到的能源叫二次能源。学生看书回答什么叫一次能源，并举例。

2、火力发电

【过渡】展示一次能源转化为电能的装置的图片（风力发电、火力、水力发电、太阳能发电）这么多发电方式，我国主要是哪种发电方式呢？

【多媒体展示】展示多媒体呈现2001年我国发电总量构成图，发现火力发电是我国主要的发电方式。

【多媒体展示】发电厂工作原理图，学生看书回答问题。

①    火力发电站发电经过了哪些形式的能量转换？

②    火力发电的本质是什么？

【学生看书】

【回答】火力发电是通过化石燃料燃烧(氧化还原反应)，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程：化学能→热能→机械能→电能。

【点评讲解】燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化。

【提问】根据刚才的认识，能不能分析一下发电厂发电的利和弊？（并对学生的回答进行引导补充）

3、化学能转化为电能

【过渡】既然火力发电因为因果多种形式的能量转化而使能量损耗，那我们能不能发明一种装置，直接把化学能转化成电能呢？一起来探究一下。

【实验探究1】

【演示实验】学生观察，记录实验现象，思考产生现象的原因，并回答。

Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑锌与硫酸中的H+发生氧化还原反应。

【设疑】铜片并没有溶解，也就是铜并没有失去电子，那么在第二组实验中它表面氢离子形成氢分子所需要的电子是怎么得到的呢？H+得到的电子是铜失去的吗？如果不是，那会不会是锌失去的呢？如何来证明？

【引导】1、Cu一定不会失电子，只能是Zn

【思考讨论】回答以下几个问题。

1.Cu上产生的气泡是

2.H2中氢元素来源于

3.Cu片上的H+所得电子来源于

4.电子怎么移动到Cu片上的？

【过渡】Zn把电子给Cu过程中导线上有电子流过，该用什么仪器检测呢？

【实验探究2】

实验目的：验证铜锌连接后产生电流。

现象：电流计指针发生偏转。证明有电流产生，电子有锌片经导线像铜片移动。这样的装置就直接把化学能转化为电能了。

【讲述】像这样能将化学反应中的化学能转化为电能的装置，我们称之为原电池。

原电池的工作原理是怎样的呢？一起来看动画，看动画的时候请填写学案上的表格。

【多媒体展示】幻灯片播放原电池工作原理的动画。

学生回答，提出疑问，教师解释。

（由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上，故导线上有电流通过，因此电流计指针发生偏转。电子由锌片流向铜片，根据物理学知识，电子移动方向与电流方向相反，电流由铜片流向锌片，铜片为正极，锌片为负极。负极(Zn)：Zn-2e-＝Zn2+  

正极（Cu）：2H+＋2e-＝H2）

总结：原电池正负极判断口诀：负失氧、正得还。

      离子、电子移动规律：离子不上岸，电子不下水。

【过渡】所有的原电池都是由锌、铜和硫酸组成的吗？构成原电池有没有什么条件？

【实验探究3】

实验目的：组装原电池，探究原电池形成条件。

试验用品   电极材料：铜片、锌片、铅笔芯 ； 液体：柠檬汁、无水乙醇、稀硫酸

                    其它仪器：导线、电流计、井穴板

【温馨提示】更换电极时需要用滤纸将电极擦干，请不要污染溶液，做好实验记录。

【学生分组实验】明确实验要求极操作步骤，分组实验并填写实验记录表。

根据实验现象分析得出结果。

原电池构成条件：

构成原电池条件：“两极─液成回路”。

1、活泼性不同的两个电极

2、电极需插在电解质溶液中；

3、必须形成闭合回路。

4、在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。

（三）总结

（四）随堂练习

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种金属，将Ａ和Ｂ用导线连接起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将Ａ、Ｄ分别放入等浓度盐酸中，Ｄ比Ａ反应剧烈。将Ｃｕ浸入Ｂ的盐溶液中无明显变化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的盐溶液中，有金属Ｃ析出。其活动顺序为：（ 　）

   Ａ、ＤＣＡＢ　                       Ｂ、ＤＡＢＣ

　Ｃ、ＤＢＡＣ　                       Ｄ、ＢＡＤＣ

五、板书设计

第二节  化学能与电能

一、原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

二、反应原理：

三、构成原电池的条件

1.自发的氧化还原反应

2.活泼性不同的两极

3.电解质溶液

4.导线构成闭合回路