资源简介

课题 化学反应与电能
课型 课时 第二课时
学科 化学 年级 高一
教材版本全称 普通高中教科书 化学 必修 第二册 人教版
教学内容分析 本章在必修第二册第六章化学反应与能量的基础上，与本册教材第一章化学反应的热效应相呼应，本章主要讨论化学反应与电能的有关问题，从而完整、全面地落实课程标准中选择性必修1的主题1“化学反应与能量”的教学内容和要求。总体而言，本章内容的教育、教学价值主要体现在理解物质变化、理解能量转化、促进学生发展和促进社会发展这四个方面。在理解物质变化方面，教材在分析和解释原电池、电解池的工作原理时，紧紧抓住有关物质在电极上发生的氧化反应、还原反应，从而使学生对氧化还原反应的本质和发生条件有更深入的认识和体会。在理解能量转化方面，教材引导学生重点学习化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定装置中才能实现，原电池将化学能转化为电能，电解池将电能转化为化学能。从促进学生发展方面来看，本章内容有利于拓展和加深学生对物质变化与能量转化相互联系的认识，引导学生学习，从物理现象与化学现象相联系，入手研究化学反应原理的方法，培养和提高他们分析、解决问题的能力。从促进社会发展方面来看，向学生展现有关化学反应与电能的研究在能源、材料、环境和健康等领域广阔的应用前景，有利于学生认识和体会化学在提高生活质量、促进社会可持续发展等方面的重要作用。
相关学科核心 素养引述 新课标最大的亮点是新增了学科核心素养，并将“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”确立为高中化学核心素养。 1.通过对比火力发电，认识化学能直接转变为电能的装置——原电池的优势，了解化学电源在实际生活中的应用及废旧电池的处理和利用。培养科学态度与社会责任的学科核心素养。 2.能从氧化还原反应的角度理解原电池的工作原理，提升证据推理能力。 3.通过实验探究，掌握构成原电池装置的条件。培养科学探究与创新意识的学科核心素养。
相关学段 目标引述 高中分三个阶段的中学化学课程，第一阶段是入门、第二阶段是发展、第三阶段是个性化的深入和提高。
相关学业 要求引述 1.能基于化学键解释某些化学反应的热效应。 2.能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。 3.能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。 4.描述化学平街状态，判断化学反应是否达到平衡。 5.能运用变量控制的方法探究影响化学反应速率的因素，能初步解释，化学实验和化工生产反应条件的重要性。
单元教学目标 1.化学反应与能量转化 认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能。体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 2.化学反应的限度和快慢 体会从限度和快慢两个方向去认识和调控化学反应的重要性。了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平街。知道化学反应平均速半的表示方法，通过实脸探完影响化学反应速半的国素。认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
课时教学目标 1.通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化.知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随能量变化的观念。 2.能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因，提升证据推理能力。 3.通过多种渠道了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。 4.借助原电池装置和原理的学习，体会化学能到电能的转化，提高模型认知能力，学习科学探究方法。
评价任务设计 任务一：解析原电池的工作原理分析实验现象；总结原电池工作原理；构建“现象分析理论 推测证据获取”的认知模型问题链原电池工作原理的认知水平；“宏观辨识与微观探析”和证据推理素养任务二：探讨原电池的构成要素学生分组设计实验并实施，归纳原电池工作要素实验设计与成果讨论；描述“铁石墨 稀硫酸”原电池的工作原理；以给定反应设计原电池。实验探究水平；原电池模型的认知和应用水平；“宏观辨识与微观探析”和证据推理素养任务三：畅想原电池的发展方向课后调研，合作交流，形成报告调研成果展示原电池认知水平；“科学态度与社会责任”要素
教-学-评一体化的评价任务设计。 提示：评价任务中如果有成果性任务，需要设计表现性评价量表，“表现性评价量表”以独立附件形式呈现。（正文中删除此段） .评价的三种类型，即学习性评价，为了推进学习而进行的评价：学习的评价，为了评定学而进行的评价；学习式评价，为了让学生在学习中学会评价而进行的评价。 2.评价的方法是多种多样的，包括课堂问答、知识测验和技能测试、表现性任务、结构化思维工具、自我反思等。 3.量规一般包括维度、指标、等级(水平）、权重（赋分）、描述和案例等元素。 4.成果评价量规一般有两种表示法，即递进法和基准法。
教学过程 一．导入新课 【创设情景】我先用小灯泡，干电池，导线来制作获取电流的小实验。最后为何小灯泡点亮的问题进入主题。 设计意图：调动学生的好奇心，从而激发科学探究的欲望。 二．讲授新课 【学习任务1】1.原电池的概念 （实验探究1）学生分组实验 先向小烧杯中倒入约30ml稀硫酸，然后将锌片和铜片分别连接在和电流表相连的导线上，再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中（注意锌和铜不要接触）观察铜片上的现象及电流表指针是否偏转 现象：导线连接后铜片上产生气泡铜片表面产生气泡电流表指针电流表指针发生偏转
【设计意图】通过实验，使学生认识到锌与稀硫酸的反应，可以通过某种装置使其的化学能转化为电能，同时得出原电池的概念。但对于现象不多分析，仅仅知道原电池的概念。 原电池：将化学能转化为电能的装置。 【学习任务2】原电池形成的条件 （实验探究2）老师演示实验 【学习任务3】电极反应式的书写 问题1：铜片表面产生的气体是什么？并分析铜片表面是如何得到该气体？ 【学生活动】氢气，氢离子的电子产生的。 【深入思考1】电子哪里来的 【学生活动】锌失去电子，通过导线到了铜表面。 【深入思考2】电子为什么会持续从锌片流向铜片呢 【学生活动】学生陷入了思考，无法回答。 【教师活动】铜片表面发生的反应：2H++2e-=H2↑ 锌片表面发生的反应：Zn-2e-=Zn2+ 这种式子代表两个电极上发生的反应，我们称之为电极反应式。 【提出问题】从氧化还原反应的角度分析，铜片和锌片上分别发生了什么反应 【学生活动】铜片表面发生了还原反应，锌片表面发生了氧化反应。 【教师活动】将两条电极反应式合一起，就是一条完整的氧化还原反应。因此我可以得知，原电池可以实现将一条氧化还有反应拆开在两个电极上发生，得以让电子产生定向流动。 问题2：以上现象说明氢离子问哪极移动 为什么 【学生活动】铜电极表面有很多电子，带负电问题2：以上现象说明氢离子问哪极移 动 为什么 【学生活动】铜电极表面有很多电子，带负电，对溶液中的阳离子有吸引力，所以氢离子移向铜电极。 问题3：按照正负电荷相互吸引的理论，溶液中的硫酸根离子应向哪极移动 【学生活动】锌片失去电子，使得锌附近带正电，对溶液中的阴离子有吸引力，所以硫酸根离子移向锌电极。对溶液中的阳离子有吸引力，所以氢离子移向铜电极。 问题3：按照正负电荷相互吸引的理论，溶液中的硫酸根离子应向哪极移动 【学生活动】锌片失去电子，使得锌附近带正电，对溶液中的阴离子有吸引力，所以硫酸根离子移向锌电极。 【设计意图】通过实验现象的分析，使学生从宏观的现象分析微观离子发生的变化，同时掌握用电极反应式表示两极的变化。培养了学生宏观辨识和微观探析的核心素养。 【学习任务3】电极的判断 电池的两个极分别叫正负极，那铜锌原电池中的正负极分别是哪个呢？该如何判断？ 【提出问题】对比图1电路图铜电极为正极还是负极？ (信息提示：对于常规的电流表，电流从正极流入，指针会向右偏转；电流从负极流入，指针会向左偏转） 【学生活动】锌是负极，铜是正极。 【教师活动】结合刚刚的分析过程，同学们能否从其他角度判断原电池的正负极。 【学生活动】交流讨论，并且得出相应的方法 【归纳总结】负极判断方法：1、电子流出的极；2、阴离子流向的极；3、发生氧化反应的。 【设计意图】通过与物理中正负极的判断方法的相结合，使学生掌握从电流方向判断原电池的正负极。同时让学生结合刚刚的分析过程，得知可从其他角度掌握正负极。真正做到让学生自主学习。 3、 归纳总结： ①原电池概念：原电池：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 ②原电池组成：外电路：导线、电流表；内电路：正负电极、电解质溶液。 ③原电池工作原理： （a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极； （b）内电路中： 负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应； 正极，得电子（带负电荷）发生还原反应； 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 负极反应：Zn-2e-=Zn2+ 正极反应：2H++2e-=H2↑ 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 【习题评价】 1、类比锌铜原电池的原理，根据如下装置图回答下列问题 现象：铜片 ，铁片 。 电极反应：负极 正极 总反应: 2.下列装置能形成原电池的是（ ） 以此归纳原电池形成的条件 (a)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。 比较活泼的金属做负极，相对不活泼的金属、石墨等做正极 (b)电解质溶液。 (c)电极用导线相联构成闭合。 （d）有一个自发的氧化还原反应。 【学习任务4】p37 简易电池的设计与制作 (四）巩固练习 1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是(　　) A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极 C．比较不活泼的金属为负极 D．电流的方向由正极到负极 2、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 （ ） 3、比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为 极，活动性弱的金属为 极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A B。 4、下列关于原电池的叙述中，正确的是 (　　) A．负极发生的电极反应是还原反应 B．能将化学能转化为电能 C．工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 D．电极只能由两种不同的金属构成 课堂小结 1、原电池概念：原电池：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、原电池组成：外电路：导线、电流表；内电路：正负电极、电解质溶液。 3、原电池工作原理： （a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极； （b）内电路中： 负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应； 正极，得电子（带负电荷）发生还原反应； 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 4、原电池形成的条件 (a)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。 比较活泼的金属做负极，相对不活泼的金属、石墨等做正极 (b)电解质溶液。 (c)电极用导线相联构成闭合。 （d）有一个自发的氧化还原反应。 应用 形成原电池会加快反应速率 设计成化学电源。
板书设计 板书设计： 1、原电池概念： 2、原电池组成： 3、原电池工作原理： （a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极； （b）内电路中： 负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应； 正极，得电子（带负电荷）发生还原反应； 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 4、原电池形成的条件： 应用 形成原电池会加快反应速率 设计成化学电源。
作业设计 （七）作业布置： 课后探究 1、设计原电池利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag （1）画出装置图 （2）负极反应： （3）正极反应： 2、收集资料，解释水果原电池形成的原因

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