第二节 化学能与电能
第一课时
一、教材分析
教材从学生熟悉的电引入，在学生了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，提出化学能转化为电能的研究。从能量转换角度看，本节内容是对前一节内容中“一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善；从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
二、教学设计思路：
由于原电池的概念、反应原理和构成是本节书的教学重点，原电池的原理是本节书的难点之一，让学生在对化学电源一无所知的情况下理解它的原理有一定的困难，如果让学生知道怎样的装置能产生电流，再来研究它的原理，这样更符合学生的认知规律，因此，对教学内容做出如下安排：第一课时：通过实验探究，初步认识原电池的结构和组成；第二课时：通过练习，初步掌握原电池原理，进一步认识原电池原理的综合利用价值，了解化学电源的应用和发展。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论，符合学生的思维特点，有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。但学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段，尚不成熟，这就决定了他们还不能成为完全的探索主体，探索活动需要在教师的组织引导下，有目的有计划地进行。教师的作用是“引导和启发”，即引导学生思考，主动探索，当学生的思考和探索遇到困难时，及时给予启发、提示、点拨，以帮助学生顺利地开展实验探索活动，因此，本节课的部分实验是由教师预先设计的，但同样起到了实验探究应有的作用。
本节采用的教学策略设计有：
（1）问题创设：火力发电的原理及利弊分析→引出→能否将化学能直接转化为电能
（2）内容呈现：原电池实验探究
（3）方法手段：启发、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学
三、教案
| 课题 | 化学能与电能 | ||||
| 教学目标 | 1、知识目标：初步认识原电池的概念、反应原理、构成及应用 2、能力目标：培养学生的实验操作能力、观察能力，培养学生创造性思维与探究能力、以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。 3、情感目标：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。 | ||||
| 重点 | 1、初步认识原电池的概念、反应原理、构成及应用。 2、 认识化学能转化为电能对现代化的重大意义。 | ||||
| 难点 | 通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。 | ||||
| 教学方法 | 启发、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。 | ||||
| 仪器、用品 | 多媒体 实验仪器略 | ||||
| 教师活动 | 学生活动 | 设计 意图 | |||
| ［创设情景］火力发电的原理及利弊分析 采用图片、图表、录像等直观材料和相关数据来分析火力发电的原理及利弊分析 燃烧 蒸汽 发电机 分析：火力发电的原理 化学能→热能→机械能→电能 利：投资少，建厂快，技术成熟，安全性能高，原料较充分。 弊：对环境污染较严重，所需材料是有限的、不可再生的化石燃料，能源利用率低。 ［思考］能否找到一种装置将化学能直接转化为电能呢？鼓励学生画出装置图并与同学交流。 [课题引入] 将一音乐卡的纽扣电池拆除，再将锌片与铜片分别连接其正极、负极，平行插入稀硫酸中，优美的音乐声缓缓响起。 ［思考］有音乐声响起，说明有电流产生，化学能直接转化成电能，其工作原理是什么？ 演示实验2-4 Cu –Zn 原电池实验 锌片插入稀硫酸中 将铜片插入稀硫酸中 将锌片与铜片平行插入稀硫酸中，观察现象 将锌片与铜片用导线连接，平行插入稀硫酸中，观察现象 将锌片与铜片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入稀硫酸中，观察现象。将导线反接电流计再做实验，观察现象。 [板书] 一．化学能转化为电能 [问题]①锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么铜片上有气泡产生？②锌片的质量有无变化？溶液中c(H＋)如何变化？③电子的流动方向如何？④写出锌片和铜片上变化的离子方程式。导入原电池的概念。 [板书]1．原电池：将化学能转变为电能的装置。 铜锌原电池的工作原理： 沿导线流向 Zn→Zn2+ 失去的电子－→铜片←－H+得电子 锌片： Zn－2e-== Zn2+（氧化反应） 铜片：2H++ 2e-== H2↑（还原反应） [思考] 铜和锌通过导线连接在稀硫酸中能构成化学电池，其它金属与溶液组合是否也能构成原电池？要构成原电池需要哪些条件？ ［实验探究形成电流的条件］ 学生分组实验 用所给电极材料和介质（包括自带果汁及水果）任意组合，用电流计测定是否有电流产生。 注意：设计对比实验进行探究，将上述实验及现象以表格对比的形式进行整理。 实验探究——化学电池的构成及组成条件 编号 | 电极材料 | 介质 | 电流计是否偏转 (是：√；否：×) | 电极判断 | |
| 正极（指针指向的一极） | 负极 | ||||
| （1） | |||||
| （2） | |||||
| （3） | |||||
| （4） | |||||
| （5） | |||||
| （6） | |||||
| （7） | |||||
| （8） | |||||
| （9） | |||||
分组实验
（1）将锌片与铁片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入稀硫酸中
（2）将锌片与碳棒用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入稀硫酸中
（3）将铁片与铜片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入稀硫酸中
（4）将锌片与锌片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入稀硫酸中
结论一：
形成条件1—— 活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属、石墨等
分组实验
（5）将锌片与铜片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入硫酸铜溶液中
（6）将锌片与铜片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入酒精中
结论二：
形成条件2—— 电极需插进电解质溶液中
分组实验
（7）将锌片与铜片用导线连接，在导线中接入电流计，分别插入两杯稀硫酸中
结论三：
形成条件3—— 必须形成闭合回路
分组实验
（8）将铜片与银片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入稀硫酸中
（9）将铜片与银片用导线连接，在导线中接入电流计，平行插入银溶液中
结论四：
形成条件4——具备能自发发生的氧化还原反应（通常为原电池的负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）。
小结：原电池的构成及组成条件
（1）原电池的构成： 电极、介质、导线
（2）原电池的组成条件：
两种活泼性不同的电极
电极插入电解质溶液中
两极相连形成闭合回路
能自发发生氧化还原反应
[家庭小实验]
| （1）听听蔬菜和水果的心跳 （2）听听被污染水源的呻吟 | 观察现象 思考、 记录现象 | ||
| [板书设计] 第二节 化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化 1、火力发电 燃烧 蒸汽 发电机 化学能－－→热能－－→机械能－－→电能 化学能转化为电能的关键： 燃烧（氧化还原反应）。 2、原电池 概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池 铜锌原电池的工作原理： 沿导线流向 Zn→Zn2+ 失去的电子－→铜片←－H+得电子 锌片： Zn－2e-== Zn2+（氧化反应） 铜片：2H++ 2e-== H2↑（还原反应） 原电池的构成及组成条件 （1）原电池的构成： 电极、介质、导线 （2）原电池的组成条件： 两种动泼性不同的金属（或非金属单质）作电极 电极材料均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合回路 能发生自发的氧化还原反应 （3）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）。 | |||
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