《化学能与电能》(第一课时教学设计)

《化学能与电能》(第一课时教学设计)

【教学目标】

1.知识目标：使初步认识原电池的概念、原理、构成条件。

2.能力目标：培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和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：通过学生小组探究实验活动，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。

【教学重点】认识原电池的工作原理；形成原电池的概念；初步掌握电极判断方法；理解原电池的形成条件。体会科学探究中的常用方法和一般过程；培养合作交流的习惯。

【教学难点】通过对原电池的实验探究，引导学生从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质，构成条件的探究。

【教学方法】

1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程，诱导学生观察、思考、推理、探究;

2、教学中以教师为主导，学生为主体，教材为主线，思维为中心；

3、利用计算机软件（CAI）,化微观、抽象为具体、直观、形象。

【教学手段】讲授、演示实验、小组讨论、多媒体辅助教学。

实验准备：电流计，铜片、、锌片、稀硫酸、导线（带鳄鱼嘴）、烧杯。

【教学过程】

【引入】展示水电站、火力发电站图片。

【讲述】直接从自然界取得的能源称为一次能源，如水能。一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源，如电能。

【讲述】一种能量可以从一种形式转换成其他形式，例如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。其中，燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。试分析利用火力发电得到电能有什么利弊？

【学生】火力发电的利：投资较少，建厂快，技术成熟，安全性能较高，原料较充分。火力发电的弊：对环境污染较重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，能源利用率低。

【教师】火力发电的这些缺点催生了新的电能发生装置，能不能找到一种装置能把化学能直接转化成电能？

【学生】能！生活中常见的干电池、纽扣电池就是将化学能转化为电能的装置。

【教师演示】

【教师】电流表偏转啦！电流产生啦！从能量变化的角度分析这是什么装置?

【学生】化学能直接转化为电能的装置。

【提出问题】根据已具备的氧化还原反应知识和上述信息，你认为构成原电池的条件是什么？说出你的想法并与同伴交流。

【学生假设】原电池组成：两块电极（正、负极）和电解质溶液。

【小组讨论】下列装置能否构成原电池。如果你还有疑问，你可用下列药品：Zn片、Cu片、石墨棒、Fe钉、稀硫酸、无水乙醇、导线、CuSO4溶液、电流表、烧杯等设计对比实验证明你的想法。

第一组对比

实验：

能否构成

原电池

能能能不能构成原电池

条件一小组讨论：原电极的电极材料的活泼性不同的金属或非金属导体石墨等

实验1 观察记录（你看到了什么？）结论（小组讨论）将锌片和铜片平行插入

稀硫酸溶液中，观察现象；锌片表面有气泡生成

铜片面有无泡生成

Zn ＋2H＋＝Zn2+ ＋H2

铜不能与稀硫酸反应

实验2：

观察记录（你看到了什

么？）

结论（小组讨论）将锌片和铜片用导线连接起来，

在锌片和铜片导线之间接入电流表。电流表偏转

1、电路中有电流通过；

2、化学能直接转化为电能的装

置。

第二组对比

实验：

能否构成

能不能原电池

构成原电池

小组讨论：电极必须插在电解质溶液中

条件二

第三组对比

实验：

能否构成

不能

原电池

构成原电池

小组讨论：两极相连必须形成闭合回路

条件三

【教师总结】形成条件一：活泼性不同的两个电极---负极：较活泼的金属；正极：较不活泼的金属或非金属导体石墨等；形成条件二：电极需插在电解质溶液中；形成条件三：必须形成闭合回路。

【板书设计】

一、化学能与电能的相互转化

（一）火力发电工作原理

（二）燃烧的氧化还原反应本质

（三）原电池

1.概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。

2.原电池的工作原理

3.原电池的电极名称

负极：电子流出（电流流入）的一极（较活泼金属），发生氧化反应。

正极：电子流入（电流流出）的一极（较不活泼金属），发生还原反应。

4.电极反应式与电池总反应式

负极（锌片） Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)

正极（铜片） 2H++2e-=H2↑（还原反应）

电池总反应式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑

原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反应。

5.组成原电池的条件（两极一液一回路）

①电极：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）材料作电极。

②溶液：两电极均同时插入电解质溶液中。

③回路：两电极间形成闭合电路。