人教版高一化学必修2：2.2.1《化学能转化为电能》教案设计

第3单元课时1

化学能转化为电能

教学设计

一、学习目标

1.了解常见的化学能与电能的转化方式。

2.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能；理解科学探究的意义、过程与方法。

3.理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应。

4．了解常见的化学电源及其应用。认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟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，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。

二、教学重点及难点

教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用。

教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件。

三、设计思路

学生对“电”有着较丰富的感性认识。充分利用学生已有的经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，调动学生主动探索科学规律的积极性。通过实验探究，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。

本课从日常生活中常见的电池入手，通过各种电池的展示，提出疑问：这些电池是如何产生电流的？学生根据物理对电流的认识，提出假设：有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。引导学生通过简单的氧化还原反应验证这一假设。通过锌、铜与硫酸的简单组合，体验电流的

产生。引出原电池的概念。再利用分组实验的方式探究原电池的工作原理、构成条件。同时从电子转移的方向确定原电池正极、负极，电极上发生的反应，并写出电极反应式、电池总反应。认识到可以利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。在此基础上介绍一些常见的化学电源，以拓宽学生的知识面。

四、教学过程

【创设情景】展示图片：生产、生活都离不开电。我们平时所用的手电筒、计算器、手机、笔记本电脑、电子表等都需要用到电池。这些电池是怎样产生电流的呢？（见PPT2）

【板书】一、化学能转化为电能

1.电池是怎样工作的

【活动与探究】同学以小组为单位完成实验，分析原因。（见PPT3、4、5）[实验1] 把一块锌片插入稀硫酸中

[实验2] 把一块铜片插入稀硫酸里

[实验3] 把一块锌片和一块铜片同时平行插入稀硫酸（锌片与铜片不接触)。

[实验4] 用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，然后将锌片与铜片平行插入稀硫酸中。

[实验5] 在导线中间连接一个灵敏电流计。

[学生交流、讨论]

1.实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？

2.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？

3．灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计实验加以证明。

【板书】（1）什么是原电池（见PPT6）

把化学能转化为电能的装置叫做原电池

【介绍】这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏特捕捉到，并加以研究，发明了世界上第一个电池——伏特电池，即原电池。（PPT7、8、9）［利用多媒体软件分析]原电池的工作原理；电极反应式及电池总反应式的书写。（PPT10）

在原电池中，较活泼的金属极板发生氧化反应，电子经导线从较活泼的金属一极流向较不活泼的金属极板（或石墨电极），溶液中易得电子的阳离子在不活泼的金属极板上发生还原反应。

在原电池中，相对活泼的金属为负极，相对不活泼金属(或石墨电极)为正极。上述原电池发生的反应是：

在锌电极（负极）：Zn - 2e-= Zn2+

↑

在铜电极（正极）： 2H++2e -=H

2

↑

反应的总方程式 Zn+2H+=Zn2++H

2

电子流动方向：电子流从原电池的负极经导线流向正极（而电流

．．从原电池的正极经导线流向负极）。

[设疑]化学能在原电池装置中可以转化为电能，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？

[分组实验探究]原电池的构成条件。

[交流讨论、归纳总结]

原电池的构成条件：

1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。

2.电解质溶液。

3.构成闭合回路。

[过渡]原电池的工作原理的应用。我们能利用所学知识来帮助我们解释生活中常见的一些现象，例如熟悉的钢铁腐蚀。

[讨论]钢铁发生电化学腐蚀的原因。

介绍析氢腐蚀和吸氧腐蚀（见PPT20）。

[过渡]还可利用原电池原理来制备各种各样的化学电源，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展包括常见的干电池、蓄电池，以及我们手机中使用的锂离子电池。（PPT21）

[简单介绍]常见电池的工作原理（PPT22、23、24）

[小结]原电池是将化学能转化为电能的装置。需要有两个相连的电极和电解质溶液形成闭合回路。一般来说，相对活泼的金属作为负极，不活泼的金属（或非金属）作为正极。利用自发进行的氧化还原反应，电子由负极流向正极，从而产生电流，将化学能转化为电能。

[问题解决]（见PPT25）

[作业] 实践活动：水果电池的制作（PPT26）

实验准备：水果（柠檬、番茄、桔子、葡萄或其它水果）、金属（铁丝、铜丝、锌片或铝片）、石墨电极、电铃、灯泡、微安电流计、导线若干、小刀、pH试纸

鼓励学生利用各种自备的水果、金属片制作电池，用微安电流计或耳机测试是否能产生电流，比较电流的大小。若用小刀切开水果，使两个极板分离，观察电流是否消失，将水果重新合拢是否又产生电流？探究其原因。