化学能转化为电能
第二节化学能与电能(第1课时)
三维目标
知识与技能
1. 获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。
过程与方法
1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观：赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，形成正确能源观。
教学重点：原电池的概念与构成的条件。
教学难点：用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。
教具准备：多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。
教学过程
[新课导入]【多媒体动画展示：热电厂生产的过程】
［板书］一、化学能转化成热能、热能转化成机械能、机械能转化成电能二、［板书］化学能直接转化为电能的原理与装置
[学生自学]阅读课本P35第二、第三段。思考问题：（教师播放投影片）
1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。
2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。
3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。
4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。
5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题
[师生互动]：
1.学生活动形式：组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。
2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的
能量转化。
3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么物质？它们怎样给出和接受电子？）。
师：能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开？这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动，从而完成化学能向电能的转化。
[板书]
实验设计：1. Cu-Zn原电池实验：
① Cu、Zn分别插入稀硫酸中。② Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。
④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。
[板书]
Zn片发生氧化反应， Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极
↑正极
H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e ＝H
2
师：很好，总的离子反应方程式： Zn 2+ + 2H+ ＝Zn2+＋ H
↑
2
［板书］实验探究２：
2. Zn-Zn与稀硫酸进行实验。
3. Cu-石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用）
4. Zn-石墨与稀硫酸进行实验。
5. Fe-Zn与稀硫酸进行实验。
6. Cu-Zn与乙醇进行实验。
7. Cu-Zn与一个西红柿进行实验。
8. Cu-Zn与两个西红柿进行实验
上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。
①两极材料不同的各种现象。
②不同溶液的各种现象。
③电极在同一容器和不同容器中的现象。
化学用语化：将上述成功转化实验中的反应，用氧化反应式、还原反应式和总化
［板书］
1.归纳、概括形成原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
［知识拓展］2.总结归纳原电池的构成条件：
①有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中。③两极相连形成闭合电路。
3.抽象出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）
[布置作业]P39, T1。
［板书设计］
［活动与探究］
从下列课题中选择你感兴趣的问题，自由组成学习小组开展研究性学习活动。设计各种情况下观察锌与稀硫酸反应产生氢气的速率，并探究其原因：
(1)将一粒纯锌、一粒粗锌与铜丝分别放人装有稀硫酸的不同试管中，观察氢气产生的速率；
(2）将铜丝取出，与纯锌粒接触后放人装有稀硫酸的试管中，观察氢气的产生速率及溶液有无颜色变化；
(3)在锌与稀硫酸反应的试管中，滴人少量硫酸铜溶液，观察实验现象。
第一节化学能与热能 (第2课时)
三维目标
知识与技能
1．了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。
2．在化学实验的基础上，通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学反应中能量变化的主要原因。
3．重视利用能量守恒定律的知识分析和解决一些化学问题。
过程与方法
1．具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。
2．在与同学合作完成科学探究实验1、2、3的基础上，运用比较、分类、归纳、概括等方法对实验进行加工，得出正确的结论。
情感、态度与价值观。
1.发展学习化学的兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
2. 有参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。树立正确的能源观。
3. 热爱家乡，树立为中华民族复兴、为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。
教学重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。
教学难点：从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。
教具准备：投影仪。
[导入新课] 为什么化学反应有的表现吸热有的表现出放热呢？化学能与热能之间有什么关系呢？
[推进新课]在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成。
[板书]一、化学键与化学反应中能量变化的关系
[学生自学]阅读课本p28页第二段
师：展示图片或播放动画。
1.化学反应过程中的能量守恒；
2.热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式；（其它形式的能不计）
3.相同物质的量的不同物质的化学能不相等。
[板书] 二、化学能转化成热能
1化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小
[板书]
总结：物质的燃烧一般是化学能转化成热能；但也有些化学反应相反。
2.化学能与电能、光能也可以相互转化。
[知识拓展]
光学知识应用
例在绿色植物光合作用中，每放出1个O2 分子要吸收8个波长为6.88 x 10-7m的光量子。同时，每放出1 molO2，植物能储存469kJ的能量．求绿色植物在光合作用中能量的转换效率为多少（普朗克常数值h=6.63 x 10 -37 kJ·S).
[布置作业]
教材P33 T1、T5、T6
[板书设计]
[活动与探究]
太阳能与人类生存学生自学，阅读P31
例《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提
请选用以上数据计算：
1．地球对太阳能的利用率为____．
2．通过光合作用，每年有_____kJ的太阳能转化为化学能（每年按365天计）．3．每年由绿色植物通过光合作用为我们生存的环境除去：氧化碳的质量为A，试根据能量关系列出A的计算式（列式中缺少的数据用符号表示）．所缺数据的化学含义为＿．
第二节化学能与电能（第2课时）
三维目标
知识与技能：在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出原电池实验，学习实验研究的方法。
过程与方法：在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
情感、态度与价值观：有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。
教学重点：实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。
教学难点：对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思
教具准备：多媒体课件、投影仪
教学过程
[新课导入]
[复习] 请一位同学总结原电池的重要知识点
［板书］自我评价和反思
师：请同学们从以下方面依据个人的知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价：
①对原电池概念、组成、工作原理等知识掌握的程度。
②在实验探究过程中学会了哪些方法，各种基本技能有没有提高。
③在执行学习任务过程中所采取的态度以及与其他同学和老师的合作情况
师：请同学们展示自己制作的原电池，清用图表示。教师投影学生的设计图
Primary Battery CR2032 Lithium 南孚耐能高功率Lithium Primary
[合作探究]
教师投影表格[学生自学]阅读P３７发展中的化学电源干电池部分，填写下表中
2NH4+ + 2e = 2NH3 + H2
H2+2MnO2Mn2O3+H2O
Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+
2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O 表二（１）
负极
正极
电池总反应式：
优点
缺点
改进方法
表二（２）
电池名称镍镉电池锂电池银锌电池
总反应式Cd +
2NiO(OH)+2H2O
= 2Ni(OH)2 +
2Cd(OH)2
Li +MnO2 = LiMnO2 Zn + Ag2O+H2O
= Zn(OH)2 + 2Ag
主要用途
优点、缺点
如果有缺点改进
的方法
表三
[思考与交流]
1. 将化学能转变为电能有几种基本形式？
（1）化学能→热能→机械能→电能．包括从大型火力发电站到小油机等各种“火电池名称氢氧燃料电池
正极O2 +2H2O+4e-= 4OH-
负极２H2+４OH- -４e = ４H2O
总反应式2H2 + O2= 2H2O
有什么燃料可以代替氢气
燃料电池的发展前景21世纪，燃料电池将是一种广泛使用的电
源―――
力”发电装置．
（2）化学能→热能→电能．包括从热电堆到热离子发电装置等各种“热电转换设备”．
（3）化学能→电能．即所谓“化学电源”，它是一种把化学能直接转变为低压直流电能的装置，简称电池．
2.我国首创以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试推测这种新型电池的负极是______，电极反应是______；正极是______，电极反应是______．
答案：1．铝，Al - 3e = Al3+；石墨（Pt）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- [课堂小结]
本课同学们展示自己制作的原电池，进一步理解原电池工作原理；通过自学熟悉了化学电源的应用和发展；对自己的学习过程和结果进行了反思和评价。
[布置作业]1．教材P３９ T２、T３
板书设计
一．自我评价和反思：
①对原电池概念、组成、工作原理等知识掌握的程度。
②在实验探究过程中学会了哪些方法，各种基本技能有没有提高。
③在执行学习任务过程中所采取的态度以及与其他同学和老师的合作情况二、发展中的化学电源
一次性电池可充电电池
活动与探究
1. 废旧电池的危害及其回收利用
2. 用生活中的材料制作简易电池
参考：番茄电池
（1）取一只大的半熟番茄，相隔一定距离插入一片铜片和一片
锌片。
（2）把铜片和锌片的上端用导线与灵敏电流表相连（图），观
察电流表的指针偏转情况。
发现灵敏电流表的指针有较大的偏转。
说明做成的番茄电池中产生了电流。