高一必修2《化学能与电能》教学设计。

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高一必修2《化学能与电能》教学设计

【课程目标】

1、举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。

2、会应用生活中的材料制作简易原电池。

【教材分析】

生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而强烈的感性认识。当学生了解了化学反应中的能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量可以转化为另一种能量，能量是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用。从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能——热能——机械能——电能”思维方式的反思和突破。

【学情分析】

中学生对“电”的内容的认识不仅来源于生活经验，而且来源于学科学习。在生活经验方面，不仅接触了火力发电(或水利发电)，而且接触了干电池等化学电源；在学科学习方面，学生不仅接触了摩擦起电，而且还从能量转化的角度认识了电能，此外还学习了关于电的初步知识(如电源的正负极、电压和电流等内容)，因此对电并不陌生。此外，高中《化学1》已较为系统的学习了氧化还原反应的本质，也学习了钠、镁、铝、铁等有关的金属知识，以及电解质溶液的内容。这些经验基础为本课的教学提供了必要的基础。为本节的学习做了知识、能力上的准备。

同时原电池是高中化学学科体系的核心知识之一，它的教学是氧化还原反应原理的延伸与应用，也是后续电化学知识的基础。原电池的教学是体现学科交叉，科学理论联系实际，培养学生思维能力和探究能力的好素材。学生在第一节学习了化学能与热能的转化关系，本节课则学习化学能转化为另外一种能量即电能，由于电化学知识是学生首次接触的新领域，存在着强烈的好奇心和陌生感，因此一个好的开端十分重要。

【教学目标】

1、知识与技能

（1）理解原电池的概念、工作原理和构成条件，同时掌握原电池正负极的判断方法。

（2）通过学生设计完成原电池构成条件的实验，学习实验研究的方法。

（3）能举例说明化学能与电能的转化关系及其运用。

2、过程与方法

（1）分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧

化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力。

（2）通过实验和科学探究，对比、归纳，培养学生科学探究精神和分析、归纳的能力。

3、情感、态度与价值观

（1）通过化学能与电能转化的学习，使学生认识化学能转化为电能对现代化的重大意义，

发展学生学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。

（2）通过原电池形成条件的探究，培养学生自主探究的科学态度和方法，体会实验在化学

研究中的重要作用。

【教学重难点】

教学重点初步认识原电池的概念、工作原理及形成条件

教学难点通过对原电池实验的研究，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。

【教学方法】

利用实验探究、问题讨论、启发、对比、归纳等教学方法，采用多媒体手段，调动学生多种感官一起参与学习，充分调动学生学习的主动性和积极性，发挥学生的主体作用。

【教学过程】

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

PPT展示火力发电示意图。

情境引发的系列问题：

【问题1】燃煤发电过程中伴随着怎样的能量转换关系？

【问题2】火力发电有哪些优缺点？

在火力发电的过程中，化学能要经过一系列能量转换环节才能转化为电能。由于转换环节多，能源利用率低，造成能源的极度浪费。那么，能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率？

提出问题：能否将化学能直接转化为电

能？

分组讨论，交流发言。

创设情景

引发思考

原电池概念引入

【过渡】

问题：在导线中产生电流的本质是么？

问题：有电子转移的反应是什么反应？

只有氧化还原反应才能够实现化学能转化为电能。

【板书】原电池概念

分析讨论得出：

电子的定向移动产生电流，而氧化还原反应中有电子的转移。

可以利用氧化还原反应实现化学能到电能的转化。

复习氧化还原反应的相关理论，初步让学生认识到原电池是实现化学能转化为电能的装置。

原电池工作原理探究

【过渡】只有氧化还原反应才能够实现化学能转化为电能，那么，氧化还原反应如何实现化学能直接转化为电能呢？

学生分组实验，完成实验内容，并总结原电池的工作原理

【实验一】

问题：实验现象是什么？

问题：发生的离子反应方程式是什么？

问题：分析电子的转移情况，谁失电子？谁得电子？

问题：根据已有的经验，化学能转化成什么形式的能量？

问题：要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，所要解决的第一个问题是什么？

【实验二】探究原电池的工作原理：

问题：锌片上有什么现象？

问题：铜片上有什么现象？

问题：使铜片表面产生氢气的电子是谁提供的？

问题：怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？

【实验三】将锌片和铜片用导线相连并接上电流计，插入稀硫酸。

问题：电流计转动说明什么问题？

问题：电子如何流动？

问题：导线中电子定向移动产生电流，溶液中的电流怎么产生的？

【板书】原电池的工作原理。

【动画展示】铜锌原电池工作原理。

【小结】

1、将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应放在不同的区域进行，同时架设桥梁，让电子从氧化反应区域转移到还原反应区域，形成原电池。

2、铜锌原电池的工作原理本质上是氧化还原反应，得电子和失电子是同时进行的，距离不但可以产生美，还可以产生电。

学生分组实验，完成实验报告单的内容

【实验一】

锌片逐渐溶解，锌片周围有气泡产生；

Zn+2H+==Zn2++H2↑

锌失电子，H+得电子；

化学能转化为热能。

必须使氧化反应（失电子）和还原反应（得电子）在两个不同区域进行。

【实验二】

锌片：锌片逐渐溶解

铜片：铜片上有气泡产生

锌提供给溶液中H+的电子

电流计

【实验三】

导线中有电流产生；锌片负极，铜片正极。

外电路电子流动方向：

锌→铜

内电路：阳离子→正极

阴离子→负极

锌片（负极）：氧化反应

Zn－2e－=Zn2+

铜片（正极）：还原反应

2H+＋2e－=H2↑

学生观看视频

加深学生对原电池工作原理的理解

学生通过实验得出锌与稀硫酸反应，铜不与稀硫酸反应，；认清氧化还原反应中电子的转移方向，为下一步实验做铺垫。

通过指针的偏转，结合实验二，得出电子的流动方向。同时让学生意识到如何利用电流计判断电极的正负。

原电池构成条件探究

教师引导过渡，提出以下问题，引导学生完成实验探究。

问题：如果两极的材料相同和不同时，将会产生什么现象？

问题：如果溶液的导电性强弱不同时，将会产生什么现象？

问题：如果两个电极在同一容器和在不同容器中，将会产生什么现象？

【实验探究】学生分组实验，探究原电池的构成条件，并完成实验报告单的内容。

教师引导，学生总结原电池的构成条件？

学生分组实验，并完成实验报告单的内容。

学生归纳构成原电池的构成条件：

必须有两个活泼性不同的电极；

两电极必须插入电解质溶液中；

必须形成闭合回路；

必须发生自发的氧化还原反应。

通过学生分组实验探究原电池的构成条件，锻炼学生的动手操作、合作学习、归纳总结的能力。

原电池正负极的判断

【师】根据原电池的构成条件，请同学们思考判断原电池正负极的方法都有哪些？

学生尝试着总结判断原电池正负极的方法

学生思考总结，更深入的理解原电池

课堂小结

教师：请同学们思考本节课重点学习了哪些内容？

学生思考，总结

本节课的重点。

评价反馈

课堂练习

思考并回答

及时巩固

学以致用

根据本节课内容查阅相关资料，

自制水果电池。

学生课后完成

锻炼动手操作能力

【板书设计】

第二节化学能与电能

一、原电池概念：将化学能转化为电能的装置。

二、原电池的工作原理：

锌片（负极）：Zn－2e－=Zn2+氧化反应

铜片（正极）：2H+＋2e－=H2↑还原反应

三、原电池的构成条件

（1）必须有两个活泼性不同的电极；

（2）两电极必须插入电解质溶液中；

（3）必须形成闭合回路；

（4）必须发生自发的氧化还原反应。

四、原电池正负极的判断方法

扩展阅读

高中化学必修2《化学能与电能》教学设计

高中化学必修2《化学能与电能》教学设计
知识与技能：
1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。
2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问
题的能力。
3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。
4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。增强环保意识。
过程与放法：
1、经历对化学能与电能转化的化学实验，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法。
2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
情感态度价值观：
1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦。
2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
教学重难点：
1、认识化学能转化为电能的基本原理
2、了解各类电池在生产、生活实际中的应用
教学过程
[创设问题情景]
电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重，是电能最主要的来源。
[播放录像或展示图片]
[提问]
燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优
点和缺点呢？
[学生讨论、分析]
[激疑]
针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？
[分组实验探究]
锌铜原电池原理
实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。
[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？请你再设计一个实验证明之。
[教师讲解]
原电池的定义；锌铜原电池的工作原理；电极反应式及电池总反应式的书写。
[设疑]
通过刚才的实验我们可以体会到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能，
那么，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。
[学生讨论归纳]
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。
4、能发生自发的氧化还原反应。
[反思与评价]
在刚才的分组实验中，同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发？你又提出了
哪些好的思路？根据提供的仪器、药品，你现在还能设计出其它的原电池装置吗？
[课后作业]制作水果电池
[小结]
通过前面的两组分组实验，我们了解了原电池的工作原理和构成条件，同学们对于通过实验来进行化学研究的思路、方法也一定有了更深的体会。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要，科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展。
那么，你所知道的电池有哪些呢？
[学生举例]
[教师引导学生分析]
常见电池的组成和工作原理。
[巩固练习]
相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？
补充练习
1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是：
A镁B石墨C铝D铅
2、X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为：（）
AXYZBXZYCYXZDYZX
3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是──────
──────。
4、市场上出售的热敷袋中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启
用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列
问题：
（1）热敷袋产生热量的来源是
（2）炭粉的主要作用是
（3）加入NaCl的作用是
5、生活中，有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽，严重的会变得锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈，你知道这是什么原因吗？试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。
答案：1.BD2.C余略
教学反思：

化学能与电能

必修2第二章化学反应与能量
第二节化学能与电能
一．教材分析
原电池原理是中学化学重要基本理论之一，从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量……能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的丰富和完善。
从反应物之间电子转移的角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对火力发电的原理“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
二．教学目标
1．知识与技能目标：
（1）知道原电池是一种化学能转化为电能的装置，知道原电池的本质是氧化还原反应。
（2）掌握原电池的组成条件，会判断正负极，会判断电流、电子、溶液中离子流动的方向。会书写铜锌原电池的电极反应式。
（3）能用日常生活中的材料制作简易水果电池。
（4）能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。初步认识传统干电池、二次电池及常见的新型电池。
2．过程与方法目标：
（1）通过分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力。
（2）通过实验2-4（改进）的层层推进，培养学生在实验中观察现象、分析现象解决问题的能力，从而自己归纳、概括形成“原电池”的概念，并根据已有电学知识生成跟原电池相关的概念（正负极、离子移动方向判断等）。
（3）通过科学探究，让学生根据实验2-4的已有知识设计实验，并初步学会控制实验条件的方法。
（4）通过思考与交流，让学生学会联系实验和已有知识，学会用比较归纳的方法认识事物的本质特征。
（5）利用氧化还原反应的知识分析常见化学电源，学会用基本理论指导实际应用。
3．情感态度与价值观目标
（1）通过科学探究和实践活动——水果电池的制作，体验科学探索的乐趣。
（2）通过化学电源的发展和新型化学电源开发利用的介绍，让学生体会化学的实用性和创造性，通过认识化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。
三．教学重点：
初步认识原电池概念、原理、构成及应用。认识化学能转化为电能对现代化的重要意义。
四．教学难点：
通过对原电池实验的探究、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。
五．教学主线：（第一课时）

六．教学流程：
【引导】经过上节课的学习，我们知道了化学反应的能量变化通常表现为热量的变化，同时了解了化学能与热能的相互转化。而电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源，化学能在什么条件下能转化为电能，又是如何转化，这是我们今天要学习的主要内容。
【过渡】通过图2-7，我们可以了解到我国目前发电总量构成中，火电仍居榜首。结合图2-8燃煤发电过程中能量是如何转化的？
【学生回答】化学能热能机械能电能
【提问】上述能量转化过程有何弊端？
【小结】环境污染，转化步骤多、损失大。
【提问】要将化学能直接转化成电能，必须要选择合适类型的化学反应。电流是电子的定向移动引起的，在前面学过的哪种反应类型有电子的转移？
【学生回答】氧化还原反应。
【过渡】要想使氧化还原反应释放的能量不通过热能直接转变为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间的电子转移，在一定条件下形成电流。
【学生活动】分组实验（实验2-4改进）
实验操作实验现象教师引导
①将铜片插入稀硫酸中，观察铜片表面有何变化。Cu和稀硫酸能反应吗？
②将锌片与铜片并排插入稀硫酸中，观察铜片、锌片表面有何变化。写出相应离子方程式
③将铜片和锌片用导线连接起来，再次观察铜片、锌片表面有何变化。以下问题依次展开：
①铜片表面的气泡可能是什么？
②该气体是如何产生的？
③电子从何而来，如何流动？
④该过程有电流产生吗？如何证明？
④在铜片和锌片之间连接电流表（或小灯泡）以下问题依次展开：
①这个过程实现了哪些能量之间的转化？（引出原电池的概念）
②如何判断该原电池的正负极？
③如何用式子表示正负极表面的变化过程？
④在内电路中，溶液离子的流动方向如何？
实验改进：学生分组实验可以改成“小试管+锌粒+铜棒+稀硫酸”原电池，现象更明显，而且能明显观察到铜片表面产生气泡速率的变快。
【过渡】原电池的发明实现了化学能和电能的直接转化，怎么判断一个类似的装置能否组成原电池？（能否有电流产生或使用电器能够运行）
【学生活动】P41“科学探究”，学生自行从给定的用品中选择组成原电池，画出电池装置示意图。根据小组画出的示意图进行实验，讨论哪些装置可以形成原电池。（使学生学会控制实验条件的方法，探究原电池的组成条件）
实验用品：锌片、铜片、铁片、石墨电极各两套，导线、金属夹、灵敏电流表、果汁、酒精、250mL烧杯。
【讲解】根据学生实验结果Cu-Zn、Cu-Fe、Cu-C、Cu-Cu、Zn-Fe、Zn-C、Zn-Zn、Fe-C、Fe-Fe、C-C等可能组合进行分析，得出可形成原电池的装置。
【思考与交流】通过以上实验，原电池应由哪几部分构成，各起什么作用？构成一个原电池需要哪些条件？
【小结】原电池应由有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极；电解质溶液作反应介质，提供离子移动；导线，使两极相连形成闭合电路。
【课外作业】
1．制作水果电池，并画出水果电池的构造示意图，下节课作交流展示。
2．从课本、商场、网上等了解化学电源的发展，了解干电池、充电电池、燃料电池的组成、工作原理，使用中应注意的问题。下载相关图片、录像、制作简单的演示文稿。以备下节课交流。

第二课时：
教学流程：
【引导】将上节课介绍的原电池真正应用到生活中是很不方便的，但是真正要改造成化学电源给予应用也经历了漫长的时间。今天我们一起来了解一下几种有代表性的化学电源。
【展示】一粒锌锰电池
【投影】图2-11（省去电子转移方向）
【提问】①图片中几种物质的作用；②电子移动方向；③负极电极方程式
【学生回答】
【思考与交流】P42“思考与交流”，分析锌锰电池为何失效，如何改进？
【过渡】锌锰电池、碱性锌锰电池的最大弊端是什么？（一次电池，电池垃圾，引出二次电池）
【投影】图2-12（略去正负极的标注）
【提问】①图片中几种物质的作用；②电子移动方向
【学生回答】
【过渡】现代社会对耗电量高的便携式电器需求量越来越大，因此对封闭式体积小的充电电池更加青睐。
【投影】展示一系列新型充电电池，包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池
【讲解】每种电池优势
【过渡】燃料燃烧的本质也是氧化还原反应，但是直接燃烧转化成的热能再转化成电能时转化率不高，燃料电池的面世正是解决了这个问题。
【投影】图2-15（略去电子移动方向、正负极标注和H+移动方向）
【提问】①判断正负极；②电子移动方向；③负极电极方程式；④H+移动方向；⑤该电池总反应；⑥与干电池或蓄电池的不同之处
【小结】化学电源的发展历程和发展趋势。

第二课时：发展中的化学电源
【教师】请同学们展示你们制作的水果电池，并分组讨论，推出最优秀的作品。
【学生】交流与展示自己作品，并讲解制作过程。
【教师】原电池转化成技术产品就是化学电源，最早使用的化学电池是干电池。下面请我们的同学展示有关三种化学电源工作原理的演示文稿。并讲解。
【学生】交流与展示。（①干电池：锌锰电池的组成、工作原理，使用过程中应注意的问题。②充电电池：铅蓄电池、镍镉电池、锂电池的组成、工作原理，使用过程中应注意的问题。③燃料电池：氢氧燃料电池的组成、工作原理，使用过程中应注意的问题。）
【教师】组织学生讨论：
1．为什么要回收废电池？废电池如何处理？
2．为什么说燃料电池是绿色能源？

高一化学教案：《化学能与电能》教学设计

老师在新授课程时，一般会准备教案课件，大家在用心的考虑自己的教案课件。写好教案课件工作计划，才能使接下来的工作更加有序！你们清楚有哪些教案课件范文呢？下面是小编为大家整理的“高一化学教案：《化学能与电能》教学设计”，希望能为您提供更多的参考。

高一化学教案：《化学能与电能》教学设计

一、教学内容分析

本节课教学是人教版高中化学必修Ⅱ中第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》的第一课时。与元素化合物的知识相比，化学反应原理部分内容更注重学科知识的应用、整合以及学生的思维的有序性和缜密性的培养。本章是学生第一次接触到化学反应与能量之间的相互关系，是化学理论知识在工业生产中的重要应用。而本节内容则是侧重于化学能转化为电能的研究，从知识上说则是氧化还原反应的重要应用之一，也是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重要环节。因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。

二、学生情况分析

1.知识基础

学生通过必修I的学习，已经了解了氧化还原反应的实质是电子的得失或偏移，通过初中物理的学习已经知道带电粒子的定向移动形成电流，知道电流的形成的基本条件：有电源，形成闭合回路。但是学生对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生这种情况是第一次接触，因此在本节课教学中设置了“将锌粉和稀硫酸直接接触进行反应”这一演示实验和“如何检验是否有电流产生？”这一问题，淡化了其中相对于他们知识水平而言较为难以理解的电极电势的知识，而从实际需要出发，实现氧化剂和还原剂分开的设计思想，然后通过实验事实的直观材料去分析原电池的工作原理，降低难度，符合学生的认知规律。

2.实验技能基础

经过几个月的高中学习训练，学生已经具备一定动手能力和实验设计能力，且由于物理课上的训练，学生也已经具备一定的电路组装能力。因此本节课主要采用学生实验获得大量的感观材料之后加以分析的方法来进行学习。

三、教学设计总体思路

基于以上分析，我采取了以下的设计思路：

设计出一套可以将化学能转变成电能的装置的必要性→设计出一套可以将化学能转变成电能的装置的可行性（氧化还原反应的实质的分析）→设计出一套原电池→分析原电池的形成条件→研究原电池的工作原理（氧化还原反应的实际应用）。本节课的内容主要由“能否实现直接将化学能直接转变成电能？”、“如何实现直接将化学能直接转变成电能？”、“如何确保实现直接将化学能直接转变成电能？”和“化学能是如何直接转变成电能的？”这四个问题贯穿起来，学生在思考这些问题的过程中，思维的发散性和缜密性都得到了一定程度的锻炼，同时也加深了对氧化还原反应的理解，了解了氧化还原反应和原电池装置之间的联系。而在实施过程中，在实验用品的选择上，我提供了多样化的实验用品，让学生可以积累到尽可能多的实验素材，获取更多的感观材料，然后从众多的材料中找出共性、规律，从而使学生的思维的有序性得到一定程度的锻炼，与此同时，对原电池的形成条件这一知识的理解也就顺理成章了。

四、教学目标设计

1.基本目标

知识与技能目标

了解原电池的形成条件；了解铜锌稀硫酸原电池的工作原理；了解原电池的形成条件。

过程与方法目标

能分析氧化还原反应与原电池之间的联系；学会根据简单的氧化还原反应设计出一套原电池，并分析其工作原理。

情感、态度、价值观目标

通过对设计出原电池装置的必要性的研究，激发学生的环保意识；通过对设计原电池装置的可行性及其实现条件的思考与交流，培养学生解决问题的意识和加强学生解决问题的能力。通过对原电池的形成条件的研究，提高归纳总结和分类处理信息的能力。

2.发展性目标

知识与技能目标

能从本质上理解原电池的形成条件和工作原理，加强对氧化还原反应和原电池原理之间的联系的理解。

过程与方法目标

能有序的思考方案设计的可行性原则，能从众多的感观材料中提取分析出共性和规律。

情感、态度、价值观目标

体会思维的快乐和思维得到实验肯定的成功的喜悦。

3.教学重点的分析与确定

本节课是学生初次接触原电池的知识，而在后面的选修模块中还会详细介绍原电池原理的不同应用，加深对原电池原理的充分理解。因此我将本节课的重点定位为：理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件和简单原电池原理的分析。

4.教学难点的分析与确定

学生此时对于氧化还原反应的知识已经有一定程度的储备，但是化学反应原理的实际应用却是第一次接触，而对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生也十分陌生，因此我将本节课的难点定位为：原电池装置的设计。

五、教学过程设计

1.教学流程图

2.教学资源的开放性措施

本节课所选用和开发的教学资源主要体现在两个方面：

一是学生实验：本节课提供给学生探究原电池的形成条件的用品有：稀硫酸、硫酸铜溶液、酒精、锌片2个、铜片两个、镁条两根、碳棒两个、电流计、电解槽两个、导线若干。这就要求学生能用控制变量的思想将实验方案进行分类→组装实验用品进行实验→通过实验确定是否有电流产生→确定原电池的形成条件。这是一次开放性较大的实验，而我设计这一环节的目的主要是培养学生思维的有序性和严谨性。学生在这一环节若不进行有序实验，他得到的信息将会十分繁杂，规律的提取将十分困难，相反，若是进行了有序思维后进行实验，他得到的实验信息将十分有条理，规律的得出也就顺理成章了。

二是数字化的工具和媒体。在探究原电池的形成条件这一环节，在学生汇报自己的实验信息时，我选用了Excel表格来记录，再利用Excel表格的筛选功能，对信息进行重置，这样设计的主要原因是：探究原电池的形成条件这一环节的设置主要的目的是培养学生思维的有序性，但是学生本身的思维水平参差不齐，有一部分学生并不能做到有序实验，因此他们在规律的得出上存在一定的障碍，而我用Excel表格处理的方法可使他们无序的实验信息变得有序，从而实现帮助他们得出实验结论这一目的。

3.问题情境的开放性措施

整节课是围绕着化学能直接转变成电能的装置这一核心用几个问题贯穿而成，我认为在本节课中开放性较大的问题情境有：

问题

设计的目的和作用

①我们能不能利用某一类型的反应，将化学能直接转变成电能？如果可以，该反应是属于什么类型的反应?

迅速复习巩固各种基本反应类型的特点，强化对氧化还原反应实质的认识，体现新课程理念中“螺旋式上升”这一特点。

②以Zn+2H+=Zn2++H2↑为例分析，如何能检测到反应中是否有电流产生？请设计一套简易装置来验证你的猜想。

让学生初步认识原电池中，氧化还原反应被分成两个半反应在两个不同场所中发生，为后面的原电池原理的研究打下基础，通过对装置的设计，培养学生解决问题的能力。

③电极材料除了锌、铜可否是别的材料？反应液除了稀硫酸可否是别的液体？设计实验方案探究原电池的形成条件。

用控制变量的思想，让学生自行安排实验的顺序，让学生体会到有序思维的优越性

④以锌、铜、稀硫酸原电池为例，分析电池的正负极，并分析两极上可能发生的变化。

让学生根据实验现象分析原电池的原理，强化对原电池中，氧化还原反应被分成两个半反应在两个不同场所中发生的理解，使学生感受知识从感性到理性的提升。

4.学生活动的开放性措施

本节课在学生活动的安排上，主要包括理论探究（上表问题②）和实验探究（上表问题③）两个部分，有一定的开放程度，能充分调动学生的探究欲望发挥其积极性，让知识的生成变成学生自发自觉的一种行为。在理论探究活动中，有些学生可综合考虑各方面因素，得出正确的结论，而有些同学考虑并不全面，设计的装置图或多或少有些缺憾；在实验探究中，有的同学能很好地运用控制变量的思想，进行方案设计后进行实验，获得较多的有序的实验信息，规律的得出相对轻松，而有一部分同学动手比动脑快，需要一定的提示才能获得规律，在这两种探究活动中，体现出了学生的个体差异。

5.教学进程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

情境引入

【讲述】2008年年初的雪灾中，大雪阻碍了交通，造成煤供应不上，使得许多火力发电厂的供电能力大大降低。因此造成了许多南方省市的大面积停电，给国家带来了巨大的经济损失。没有了电，人民的生活也很不方便。由于原料来源丰富，建厂占地面积小，成本和技术要求都比较低，火力发电目前在我国的电力结构中居首位，占了总电量的80%以上。那么，储存在煤中的化学能是如何转变成电能的呢？

【展示】火力发电的工作原理示意图

【提问】根据图示分析其中发生的能量形式的转换。

【讲述】从储存在煤中的化学能到最终转变成电能，经历了多个环节，每一个环节的转化，能量都不可能是100%利用的，那么必将造成大量能源的损耗，实际上目前我国火力发电中，能源的利用率仅为30%~40%。而且，煤作为一种不可再生资源，终将会有用完的一天，因此我们不得不思考以下问题：

1．能不能找到一类物质来代替煤发电？

2．能不能减少中间的能量转化环节而将化学能直接变为电能？

分析火力发电的过程中的能量形式的转换。

化学能转变为热能；

热能转变成机械能；

机械能转变成电能；

进入情境，激发兴趣和思考

创设问题情境，激发兴趣

从生活情境引入，说明设计一套从化学能转化成电能的装置的必要性

原电池装置的设计

【提问】我们能不能利用某一类型的反应，将化学能直接转变成电能？如果可以，该反应是属于什么类型的反应？

【观察学生反应情况可适当予以提示】

1.电流的实质是什么？

2.我们已经学过那些类型的化学反应？这些反应类型的特点是什么？

3.哪种类型的反应最有可能实现将化学能转变成电能的设想？

思考、交流后回答：要想产生电能，需要有电流产生，而电流的实质是带电粒子的定向移动，我们所学过的反应中，只有氧化还原反应具备这一特征，即电子从还原剂转移至氧化剂。

加强氧化还原反应与原电池原理之间的联系，让学生深刻理解氧化还原反应是原电池形成的前提条件这一事实。实现对设计一套从化学能转化成电能的装置的可行性的研究

【演示实验】锌粉与稀硫酸反应

【提问】是否观察到电流产生？为什么？

【提问】通过同学们刚才的分析，我们知道化学能转化成电能则一定有电流产生，而刚才的实验中我们并没有观察到电流的产生，那么我们如何检测反应中是否有电流产生呢？请以反应Zn+2H+=Zn2++H2↑为例分析，设计一套实验装置，来验证你的猜想。并用实验证明之。

【板书】化学能与电能

一、原电池

1．定义：将化学能转变成电能的装置。

观察现象：有无色气体产生；没有观察到电流产生，因为没有外电路，没有电流计。

思考、交流后画出装置简图；用实验验证是否有电流产生。汇报实验信息。

生1：实验装置

实验现象：无电流产生

生2：实验装置

实验现象：无电流产生

生3：实验装置

实验现象：有电流产生生4：实验装置：

实验现象：有电流产生

让学生更深刻理解原电池将氧化还原反应分为氧化反应和还原反应在两个不同场所反应发生

原电池形成条件的探究

【讲述】通过实验我们知道铜-锌-稀硫酸可以形成原电池，但是刚才大家所设计的装置中，不是所有的装置都产生了电流，这说明原电池的形成需要一定的条件，请大家分析刚才的几个装置图，找出原电池的形成必须满足哪些条件？

分析，交流后回答：

(1)形成闭合回路。

进行阶段性总结，让学生对充分认识到原电池装置的基本要素之一：形成闭合回路，对后面探究原电池形成的其他条件时的实验起指导作用，节约试验时间。

【板书】2.形成条件

(1)形成闭合回路

笔记

【提问】电极材料除了锌、铜可否是别的材料？反应液除了稀硫酸可否是别的液体？设计实验方案探究原电池形成的其他条件。

【用excel表格记录学生汇报的实验信息，提问选择该实验顺序的理由】

实验

整理记录，汇报

培养学生思维的有序性及实验能力和口头表达能力

【根据学生要求用excel表格筛选功能整理实验信息】

【提问】对刚才产生电流和没有产生电流的实验装置进行分析，并总结出原电池的形成条件？

【板书】

(2)有自发发生的氧化还原反应

(3)有两种活泼性不同的金属做电极；

(4)有电解质溶液。

根据实验信息的汇总总结原电池形成的其他条件：

(2)有自发发生的氧化还原反应

(3)有两种活泼性不同的金属做电极；

(4)有电解质溶液。

根据试验信息总结出共性、规律，加强对原电池形成条件的认识，培养学生的信息处理能力

原电池的工作原理分析

【提问】我们已经设计出了一套完整的原电池装置，成功的实现了化学能直接向电能的转变，那么原电池是如何实现这一转变的呢？以写出Zn-Cu-稀硫酸原电池为例分析电池的正负极，并分析两极上可能发生的化学变化，说明是氧化反应还是还原反应，并尝试写出两极上的电极反应式。

【板书】

3．工作原理

负极 Zn Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应

正极 Cu 2H++2e-=H2↑ 还原反应

分析

交流

写电极反应方程式

笔记

提高学生分析问题的能力和逻辑思维能力

反馈练习

分析下列原电池装置中，正极上可能出现的现象。

分析后回答：碳棒上附着一层红色物质。

课堂信息反馈，作为学习效果评价的一个方面。

课后思考

【作业】原电池装置的被设计出来给我们的生活带来了巨大的便利，我们生活中的各种化学电源（干电池、充电电池等）都是以原电池装置为雏形的，那么从简单的原电池到各种各样的化学电源，我们还有多远的路要走呢？请大家选择一种自己感兴趣的化学电源，查阅相关资料，了解其化学原理。

查阅资料，了解一种或多种原电池的化学原理

进一步强化对原电池原理的认识；从知识的实用性出发，激发学习兴趣；为下一节课化学电源做准备。

六、教学评价设计

1.学生学习效果评价

根据课堂实时反馈和学案完成情况我统计和分析了学生的学习效果：(1)从知识层面上，都了解了原电池与氧化还原反应之间的关系，认可原电池的形成条件，会判断简单原电池的正负极，书写相应的电极反应式，一小部分同学了解了有关盐桥的简单知识。(2)从过程与方法层面，所有同学都能根据装置图进行验证性实验，得出相关实验信息，并详细记录，一部分同学能有条理的设计出相应的实验方案，进行验证，分析试验信息，得出规律。

2.教师教学效果评价

在本节课中，我通过设计原电池这一装置的可行性研究这一环节，为基础较好的同学搭建一个较好的平台，实现学科内以及学科间知识的综合以及对氧化还原反应相关知识的提升，而同时也复习了各种基本反应类型特别是氧化还原反应的特征；通过设置原电池装置的设计这一环节，实现不同层次学生之间的相互交流和合作，让基础较好的同学在设计过程中充分体会到思维的快乐和成功的体验，而基础较差同学也可在其他同学的知道和启发下进行思维与理解。而通过设计原电池形成条件探究这一环节，基础好的同学可通过有序思维，用控制变量的思想指导自己的实验，从而快速得出实验结论，而让基础较差同学积累较多的实验现象这样的直观素材，并在此基础上尝试找出共性，与此同时同时也通过“你是如何决定选取这些材料进行实验的？”这一问题的启发，实现对思维的有序性的培养。

七、教学反思

本节课的内容始终围绕着化学转变成电能这一核心问题展开，与以往的教学设计相比，更注重氧化还原反应与原电池原理之间的联系，让学生更深刻认识到原电池是氧化还原反应知识的应用，真正体现了对氧化还原反应这一主干知识的理解的螺旋式上升，符合新课程理念。起初，有的老师表示这节课的有些环节对于高一学生来说有些难，比如装置的设计环节，可能对学生来说就是一个障碍，但是根据实施情况来看，还是有一部分学生能够综合考虑各方面因素，设计出合适的装置，而其他的同学也能理解这种被设计出来的装置，也实现了不同层次的学生的不同程度的发展，让不同层次的学生得到不同程度的发展也是这节课的特点之一。经过这节课，我更加相信学生的潜力是无穷的，我们不能因为教学大纲的条条框框就限制了学生思维的发展，而应该利用不同的课型来给他们更多的锻炼机会。

但是遗憾的是如果我们在某些环节上过多的给学生探究的机会的话往往就会造成学时的不够，在这节课实施的过程中，我曾几次精简教案，都发现完很难在40分钟之内完成，因此如果时间更充裕一些，我想完成效果会更好一些。

高一化学必修2《化学能与热能》教学设计

俗话说，凡事预则立，不预则废。高中教师要准备好教案，这是高中教师的任务之一。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢？下面是小编帮大家编辑的《高一化学必修2《化学能与热能》教学设计》，大家不妨来参考。希望您能喜欢！

高一化学必修2《化学能与热能》教学设计

【教材版本】

新课标人教版高中化学必修2第二章化学反应与能量第一节化学能与热能。

【课标分析】

知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

【教材分析】

本节内容分为三部分。第一部分教材从化学键入手，说明化学健与能量的密切联系，揭示了化学反应中能量变化的本质原因，然后分析了化学反应过程中反应物和生成物的能量储存与吸、放热的关系，为后面“质量守恒、能量守恒”奠定基础。第二部分，教材通过三个实验说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，引出吸热反应，放热反应的术语。第三部分，教材为了开阔学生的科学视野，图文并茂的说明了生物体内生命活动过程中的能量变化、能源与人类社会发展的密切关系，使学生在更广阔的背景下认识能源与人类生存和发展的关系，认识化学技术在其中的重大，甚至关键的作用。

通过化学能与热能的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识；初步树立起科学的能源观；这将增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。

【学情分析】

学习者是高中一年级学生，通过在初中的学习，他们对化学反应伴随能量变化这一现象已经有了感性的认识，建立了初步的概念。在这堂课中他们要初步明确产生这一现象的本质原因什么，就是要求他们要从感性认识升级为较为理性的认识，这就要求他们要有化学键的概念，而在上一章他们刚刚学习过，所以接受本堂课的内容对他们来说就显得比较轻松。

【教学目标】

知识与技能：

1、了解化学键与化学反应中的能量变化之间的关系；

2、在实验的基础上，通过吸放热反应的概念，理解化学反应中能量变化的主要原因。

过程与方法：

具有较强的问题意识，能够发挥和提出有探究价值的化学问题，质疑、思考，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。

情感态度与价值观：

1、通过实验教学，激发学生学习化学的兴趣，初步培养学生合作交流、反思提高的能力；

2、有参与化学活动的热情，将化学能与热能知识应用于生活实践，树立正确的能源观；

【教学重点】

用化学键、物质总能量大小、物质稳定性来解释和判断吸、放热反应。

【教学难点】

实验探究的基本过程和方法，理性思考化学反应能量变化的深层微观本质。

【教学准备】

1、八小组四个学生实验；2、课件；

【教学过程】

教师活动

学生活动

设计意图

创设情境激发兴趣

做镁带然绕实验

观察并描述实验现象；

举出更多的实验的例子

从生活常见问题引入，激发学生学习兴趣

引起探究欲望

亲身感受实验

产生探究兴趣

组织学生分组实验，探究四类反应的能量变化

动手实验

8个小组探究4个实验：

1、锌和稀硫酸

2、氢氧化钠和盐酸

3、氢氧化钡晶体和氯化铵

4、氧化钙和水

进入科学探究一般程序，培养动手、观察能力

提问：4个实验有无能量变化？怎样变？

还有哪些反应放热？哪些反应吸热？

交流实验现象

思考讨论、归纳完善：

中学阶段常见放热反应类型：燃烧、金属和酸中和反应及大部分化学反应。

吸热反应类型：大部分分解、氧化还原及氢氧化钡晶体和氯化铵

发现问题

培养学生寻找规律，归纳总结能力

推进：

化学反应为什么有能量变化？热量从何而来？去了哪里？

学生思考，进行猜测，提出假想，遇到问题

展示学习目标引起学生期待和注意

提示：化学反应的实质是什么？

用化学键解释:旧键断裂、新键形成

发现问题

引起理性思考，开始步入深层理论探究

导阅课本P32

阅读、独立思考、理解

理论思考

提问：化学键与能量的关系？

板书：

（一）能量变化与化学键

当E总吸＞E总放吸热反应；

当E总吸＜E总放放热反应

交流整理回答：化学反应中

断键：吸热（E吸）

成键：放热（E放）

∵断裂和形成的键不同，

∴E吸≠E放

故化学反应总伴随能量变化

培养通过阅读提取信息能力，并在讨论交流中培养与人合作的团队精神

练习：

试用化学键知识解释为什么氢气燃烧放热？

思考解释

进行知识的迁移

培养应用知识能力

过渡：

以上是从微观角度解释吸、放热，怎样从宏观角度判断一个反应到底是吸热还是放热？

自学P33

归纳

吸放热可以从反应前后物质的总能量相对大小来判断

站在反应体系外宏观分析

培养学生从微观本质探究到宏观理性思考的跨越过渡

提问：

吸、放热反应与物质总能量有何关系？

板书

（二）、能量变化与化学能

当E反应物总＞E生成物总放热反应当E反应物总＜E生成物总吸热反应

思考交流

完善总结

物质都储存有化学能，反应前后物质不同，所具有的化学能就不同，即E反应物总≠E生成物总所以化学反应总伴随能量的变化

投影

练习：A+B=C+D据以下信息判断该反应是放热还是吸热？

1、EA+EB＞EC+ED

2、EA＞EC+ED

3、EC＞EA+EB

4、EA+EC＞EB+ED

学生兴趣高涨，跃跃欲试，应用新知解决问题，作出判断：

1、放热

2、放热

3、吸热

4、无法判断

及时进行知识的应用和迁移，以加深理解和巩固记忆，并在成功中体验学习的乐趣

引导：

物质所具有的能量越高越不稳定

递进：

物质吸、放热与稳定性有何关系？

板书

（三）、能量变化与物质稳定性

不稳定物质→稳定物质放热

稳定物质→不稳定物质吸热

思考回答

据前面（二）知识进行逻辑推理，得出结论

从不稳定物质→稳定物质

实质是：E高→E低放热反应

从稳定物质→不稳定物质

实质是：E低→E高吸热反应

引导学生思路，层层递推探究能量变化本质，培养理科逻辑推理能力

投影

练习：一定条件下，金刚石可转化为石墨，已知此反应为吸热反应，则判断二者稳定性

应用（三）知识回答

金刚石稳定

培养学生归纳、总结、整理知识的能力，加深理解强化记忆

引导小结

化学反应均伴随能量变化，且主要以热量形式表现，变化原因可从化学键、化学能、稳定性三个方面解释

学生全面整理知识，系统理解化学反应中能量与热量的关系

导阅P33图片----太阳能与热能

认知化学能与生命活动的关系

进行心智、能力、情感的全方位教育

作业布置：P374，6，7

课后巩固

【教学反思】

从化学键微观本质到物质总能量的宏观特征分析能量变化，跨度较大，部分学生理解不到位，导致分析判断个别有误，应结合动画、图像等缓慢过渡，使学生形象直观的体验理解，以突破难点。