鲁科版化学必修二教案化学电池

　　第二章　化学键 化学反应规律
　　第2节　化学反应与能量变化
　　2.2.2 化学电池
　　教材分析
　　在初中化学学习中，主要关注的是化学反应中的物质变化，虽然学生接触过燃烧、氧化钙与水的反应等放热反应，对化学反应中能量变化，特别是＂化学反应能放出热量＂有一定的感性认识，但是没有形成稳定的认识角度。本节教材围绕着化学反应中的能量变化，引导学生丰富对化学反应的认识角度——能量变化角度，并通过具体实例认识化学反应中能量转化的具体形式——化学能与热能、电能的相互转化；在宏观、微观两个层面上，分析化学反应中能量变化的实质——旧化学键断裂与新化学键形成过程中的能量差，反应物总能量与生成物总能量差；通过对具体的电池的分析，建立原电池构成的认识模型，并用其解释生活中的实用电池。
　　教学目标与核心素养
　　变化观念与平衡思想：
　　通过生产、生活、实验中的实例，了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念，从能量变化的视角发展对化学反应的认识。
　　科学态度与社会责任：
　　关注与化学有关的社会热点问题，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，增强节约能源及环境保护等意识，逐步形成可持续发展的思想。
　　宏观辨识与微观探析：
　　通过认识化学反应中能量变化的实质，进一步深化对化学反应的微观认识。
　　证据推理与模型认知：
　　通过＂初识氢氧燃料电池＂＂设计一个简单的原电池＂等活动，认识到原电池能将化学能转化为电能，并建立关于原电池构成的认识模型，发展＂证据推理与模型认＂化学学科素养。
　　意识形态
　　当今学生的意识形态问题是一个全社会性问题，它不仅涉及到学生个人而且还涉及到一个家庭一个社会一个时代的发展。如今世界已不再是＂暴力与金钱控制的时代＂， ＂意志与思想＂成为最核心内容。争夺话语权、网络控制权、信息发布权、规则制定权、文化领导权等＂软权力＂成为国家综合国力竞争的焦点。
　　苏霍姆林斯基认为,只有当行为给学生带来实感,激动着学生,在他心灵里留下愉快、振奋、精神充沛的情感时,知识才会转化为信念。教师在教学过程必须要与学生情感沟通，还要尊重学生，平等相待，只有这样才能唤起了师生之间的心灵共鸣,使教师得到学生的认同,愿意听从教师的教导＂只有真诚相见,才能沟通彼此思想,明辨是非,对症下药去帮助学生解决问题,收到预期的效果。
　　教学重难点
　　化学反应能量变化的原因；原电池工作原理
　　课前准备
　　分组实验用品、氢氧燃料电池视频
　　教学过程
　　第二课时 化学电池
　　【知识回顾】
　　1.化学反应的两大特征是什么？
　　2.化学反应伴随能量变化的原因是什么？从两个角度进行解释
　　【投影】播放关于＂氢氧燃料电池汽车＂的新闻，提出问题
　　【新课引入】通过新闻我们认识了一种新的能源汽车——氢氧燃料电池汽车。请大家结合新闻思考以下问题：
　　1.氢能源被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源，氢氧燃料电池被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池的优点是什么？
　　2.氢氧燃料电池汽车推广使用，面临的主要问题是什么？
　　3.氢氧燃料电池是如何把化学能转化为电能的呢？（不要求回答）
　　学生：思考回答
　　教师：这节课我们共同来学习关于化学反应的一个重要应用——化学电池，共同探究一下氢氧燃料电池是如何把化学能转化为电能的。
　　【投影】 二、化学反应能量转化的重要应用——化学电池
　　教师：化学电池已是人类生产和生活的重要能量来源之一，化学电池是根据原电池原理制成的。原电池是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。
　　【投影】原电池的历史以及付打和付打电池
　　【思考】原电池是由哪些部分组成的？ 原电池中各部分的作用是什么？
　　【实验探究】演示或播放简易氢氧燃料电池电池的实验视频。
　　学生：观看实验
　　【思考】实验过程中，电流表指针发生明显偏转，燃料电池中发生了反应：2H 2 + O 2 = 2H 2 O。根据观察到的实验现象思考：
　　1. 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？
　　2. 组装电池需要满足哪些基本条件？
　　学生：思考回答（不一定全面、正确）
　　【投影】氢氧燃料电池电池工作原理介绍
　　【投影】 1.原电池工总原理
　　2.原电池的构造
　　【交流研讨】生活中平常使用的 5 号电池或 7 号电池都是锌锰干电池。锌锰干电池分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池两种。酸性锌锰干电池的组成如图所示。请根据原电池原理和构造思考以下问题。在酸性锌锰干电池中，负极反应物和正极反应物分别是什么？正负极材料分别是什么？离子导体是什么？
　　学生：思考交流展示结果。
　　教师：总结点评
　　【问题】 如何把一个自发的氧化还原反应设计成原电池呢？
　　【活动探究】请同学们结合课本＂方法导引＂栏目，小组合作，完成教材上的探究实验＂设计一个简单的原电池 ＂
　　【投影】教师进行指导
　　学生：小组合作，设计原电池，并完成学案内容
　　【交流展示】小组交流展示自己设计的原电池方案、现象和结论。
　　教师：点评、总结
　　【投影】
　　【思考】1. 分析锌、铜、稀硫酸原电池的工作原理。
　　2. 锌片、铜片与稀硫酸，哪些可以替换为其他物质却同样能产生电流？
　　学生：找小组根据自己实验探究的体会进行回答
　　教师：（评价、总结归纳原电池的工作原理）当把铜片和锌片一同浸入稀硫酸时，锌原子失去电子被氧化成 Zn 2+ 进入溶液，锌片上的电子通过导线流向铜片，溶液中的 H + 在铜片上获得电子而被还原形成氢原子，氢原子结合成氢分子在铜片上逸出。电极反应式:  负极Zn - 2e - ==== Zn2+；正极2H + + 2e - ==== H 2 ↑。
　　【投影】铜—锌稀硫酸电池的工作原理动画，总结工作原理
　　【总结】根据分析铜—锌稀硫酸电池的工作原理和构造，总结电极材料和电解质溶液的选择方法。
　　负极材料选择 ——负极反应物为金属时，用负极反应物做负极材料（活动性比正极强）
　　负极反应物不导电时，负极材料用惰性导电材料（如石墨）
　　正极材料选择 ——不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体，活动性弱金属或石墨
　　离子导体选择 ——一般是能电离出正极反应物离子的电解质溶液 （燃料电池正极反应物位O2，电解质不做反应物）
　　【迁移应用】根据原电池原理和设计思路，将反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu设计成原电池，画出装置图，并写出正负极反应式。
　　【总结】根据原电池原理，人们设计出了各种各样的原电池，满足人们生产和生活的需要。市场上的化学电池有干电池（属于一次电池）、充电电池（又称二次电池）和燃料电池等。手电筒等使用的锌锰电池属于干电池，而汽车用的铅蓄电池以及手机用的锂离子电池等属于充电电池。燃料电池由于具有能量转换效率高、能长时间提供电能等优点而主要应用于航天和军事领域。
　　【投影】化学电池的分类
　　【课堂小结】
　　教学反思
　　本节课主要是从新能源汽车的＂氢氧燃料电池＂引入，通过对氢氧燃料电池的结构分析，使学生认识到原电池的构成要素，通过对氢氧燃料电池原理的分析初步认识原电池原理。进而同过小组合作探究设计原电池，加深对原电池原理的再认识，同时学会原电池的设计方法和思路。对铜锌原电池的工作原理原理的分析，结合微观动画进行，让学生首先获得直观、感性认识，再通过电极反应进行符号表达，用语言描述带电微粒的移动情况等，进一步加深学生对原电池原理的理解。