核心提示：人教版高中化学必修2第二章第二节 《化学能与电能》教学设计 一、化学能与电能教材分析 初中化学已经从燃料的角度初步学习了化学与能源的一些知识，在选修模块化学反应原理中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版高中
人教版高中化学必修2第二章第二节
《化学能与电能》教学设计
一、化学能与电能——教材分析
初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。
本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的自主探究教学思想内涵。首先，新课引入的演示实验2-4为探究教学创设了问题情景，当学生观察到 “铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个“科学探究”和“思考与交流”栏目，让学生自己探究讨论归纳出“组成原电池的条件”。同时，课本插图“水果电池”，是本课时探究教学内容的应用和延伸。
当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。
（1）变教材中的教师演示实验2-4为学生动手实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。(自主探究探究1)
（2）教材中“组成原电池的条件”时设致了“科学探究”，为学生提供充足的时间探究，让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的必要条件。(自主探究探究2)
（3）在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个“水果电池”，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件——电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。(自主探究探究3)
（4）延伸课堂，开展研究性学习。让学生利用网络、图书馆、找专家访谈，查询有关资料，调查日常生活中常见电池的种类、使用范围和性能；了解日常生活中废弃旧电池对环境的危害。（课外自主探究）
这样处理教材内容后，教学就可按“自主、合作、探究、发展”的学习方式进行。设计思路如下：教师创设情景，学生通过阅读材料得到启发，沿着伏打发明电池的历程，设计、动手实验探讨原电池原理。然后开展第二个探究性实验：通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨论、得出最佳方案，探讨构成原电池的条件。最后开展第三个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，制作水果电池，让学生体验学习化学乐趣。
二、化学能与电能——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。
三、化学能与电能——设计思路
教师创设情景，学生通过阅读材料得到启发，沿着伏打发明电池的历程，设计、动手实验探讨原电池原理。然后开展第二个探究性实验：通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨论、得出最佳方案，实验探讨构成原电池的条件。最后开展第三个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，制作水果电池，让学生体验学习化学乐趣。
具体流程如下：
教师
学生
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。
学习方法：预习——实验——观察——思考——讨论——总结。
四、化学能与电能——教学准备教学手段
教学手段：讲授、演示实验、学生分组实验、小组讨论、多媒体辅助教学。
实验准备：电流计，铜片、铁片、锌片、碳棒、干电池、稀硫酸、硫酸铜溶液、无水乙醇、蒸馏水、导线（带鳄鱼嘴）、烧杯、西红柿等水果。
实验室的布置：将桌椅妥善安排，以便各个小组的四位成员开展小组讨论和合作实验。
教具准备：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。
五、化学能与电能——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。
【演示试验】用一张音乐贺卡，当接通电源时，发出悦耳的声音，如果把两根导线分别连接铜丝、铁丝，同时插入到稀硫酸中，同样，贺卡发出美妙的音乐，想一想，这套装置同电池一样为贺卡提供了电能，这是为什么呢？这就是我们今天沿着伏打发明电池的历程来共同研究的课题——原电池。
【板书】第二节《化学能与电能》
【阅读材料】《科学史话 伏打与电池的发明(一)》
1780年意大利著名生物学家伽伐尼在解剖青蛙时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。伽伐尼做了如下实验：实验1: 用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。实验2:将青蛙放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐
他根据实验得出：青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了《论肌肉中的生物电》论文，引起广泛关注。
善于质疑的意大利物理学家伏打，提出了疑问：为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才发生抽搐？实验如下： 实验1:将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐
实验2:将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动。经过一番研究，伏打用实验推翻了伽伐尼的结论，他发现两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐，蛙腿只是起了显示电流通过的作用，所谓特殊的“动物电”是不存在的。
【提出问题】联想到肌肉、神经类似于能导电的电解质的溶液，那么，电解质溶液与活泼性不同的金属作用会不会产生电流呢？请先做以下尝试：
【学生实验教师指导】
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
再使锌片和铜片接触，观察实验现象。铜片也有气泡生成为什么铜片表面有气泡？H+得到的电子是铜失去的吗？ 电子从锌片转移到铜片上，H+得到的电子不是铜失去的。
【提出问题】你的头脑中产生了什么疑问？做一个合理的假设解释你的疑问！
【学生假设】假设：电子从锌片跑到铜片上。
【追问】如何证明电路中有电子通过？
【学生回答】用电流表检验！将锌片和铜片用导线连接起来，在导线之间接入电流表。平行插入稀硫酸溶液中观察实验现象。
【教师】动手试一下吧！
【学生实验教师指导】
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。
【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。
【板书】原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
【小组讨论】1．在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？2．电子从哪里来，到哪里去？3. 电池的正极和负极分别是什么？判断依据是什么？ 4.溶液中有哪些看不见的动作？
【展示图片】
【小组汇报】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 Zn失去的电子成Zn2+进入溶液，溶液中的阴离子移向负极Zn，阳离子移向正极Cu。
【模拟动画】
【教师总结板书】
原电池反应本质： 化学能 电能
【过渡】原电池是化学能直接转化为电能的装置，哪么要构成一个原电池需要哪些条件呢？
【阅读材料】《科学史话 伏打与电池的发明(二)》
伏打指出，伽伐尼实验中连接起来的是两种不同的金属(他称为第一类导体或干导体)和含液体的青蛙肌肉(他称为第二类导体或湿导体)。伏打把不同的金属板浸入同一种电解液里，组成了第一个直流电源——伏打电池。他用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。
【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
第二组对比实验：
能否构成 原电池能不能
构成原电池条件二小组讨论：电极必须插在 电解质溶液中
第三组对比实验：
能否构成 原电池不能
构成原电池条件三小组讨论：两极相连必须形成 闭合回路
【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。用一句话可概括为“两极一液成回路”
【板书】构成原电池条件：“两极一液成回路”。
【提问】有新发现的请举手，还有什么实验方案在现有实验条件无法验证的
【学生】原电池反应必须是自发氧化还原反应。
【过渡】根据构成原电池的条件，你是不是已经摩拳擦掌，想动手设计一个原电池呢？
【实践活动】有下列材料：电极（Zn片、Cu片、石墨棒、Fe钉等任选）、导线、水果 （西红柿2个）、电流计，请设计一个能使电流计指针发生偏转的装置。方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导。
我设计的原电池实验现象电流表是否偏转能否构成原电池
结 论
【讲述】 通过这个实验，大家知道了用西红柿作电解液也可以组成原电池。我们回家也可以用其它金属、水果、液体再试一试。
【课堂练习】请你当医生：格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女, 当在开怀大笑的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁……医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍然末见好转。你能为格林太太开一个药方吗？
【课后作业】1、完成探究：完成成长记录表。 2、解决问题：了解一个真正的电池，看看哪些地方运用到今天大家的研究成果。3、搜集关于废旧电池中存在的物质，废旧电池随便丢弃会对环境造成哪些不良影响？
六、化学能与电能——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、化学能 电能
正极：较不活泼的金属或导体（如石墨等）
1.活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属
三、构成原电池条件： 2. 电极需插进电解质溶液中
（“两极一液成回路”）。
3.必须形成闭合回路
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