化学能与电能教案

化学能与电能教案

§2-2 化学能与电能（第 1 课时）

【学习目标】

1、知识与技术 ①掌握化学能是能量的一种形式，它相同可以转变成其余形式的能量；

②理解化学能与电能之间转变的本质； ③掌握原电池原理。

2、 过程与方法 经过反应物之间电子转移的研究，理解原电池是氧化还原反应的拓展和运用。

3、 感情态度与价值观 利用课堂内科学研究与课堂外检查相联合的方式，让学生对原电池的技术产

品--- 化学电源的原理、应用有一个理性的认识。

4、 教课要点 ①原电池的基本看法； ②原电池的工作原理； ③原电池的构成条件。

5、 教课难点 ①理解化学能转变成电能的本质--- 电子转移 ②原电池的构成条件。

【课程种类】 新授理论课 【教课方法】 研究、诱思

【教课用品】 铜 片、锌片、铁片、碳棒、稀硫酸、无水乙醇、西红柿、

烧杯、导线、电流计（或发光二极管）

【教课过程】【引入新课】

能源的分类

1、按获得方式：①一次能源---- 流水、风力、太阳能、煤、石油、天然气等；②二次能源：电力、蒸汽等。

2、按能源结构：①惯例能源---- 石油、煤、天然气、水力等；②新能源---- 太阳能、风能、海洋能、生物能等。

[提出问题]物质发生化学反应时，常常陪伴有发光、发热等能量的变化，这是化学能转变成光能、热能。那么，化学能能否可以转变成电能呢假如能，又是如何转变成电能的呢

[板书] §2-2 化学能与电能（第 1 课时）

一、火电（间接转变）

1、我国目前发电总量构成：火电% 水电% 其余%（今后水电和其余发电量会逐渐增添）

2、火力发电原理：经过化石燃料燃烧，使化学能转变成热能，加热使水汽化为蒸汽以推进蒸汽轮机，而后带动发电机发电。

3、火力发电流程：（学生回答）化学能-------- →热能------- →机械能------- →电能

4、火力发电弊端：①变换环节多；②发电效率低；③能源浪费多；④环境污染严重等。

5、燃烧的氧化还原反应本质：（学生回答）氧化剂与还原剂之间发生电子转移，惹起化学键重新组合，陪伴有

能量变化。

[提出问题]能否将化学能直接转变成电能呢

二、原电池（直接转变）

1、[实验研究]

实验操作 实验装置图 实验现象 结论

①把锌片插入稀 锌片上有气泡产生 Zn+H 2SO4=ZnSO 4 硫酸

+H 2↑

②把铜片插入稀 铜片无变化 铜片与稀硫酸不反应

硫酸 化学能与电能教案

③把锌片和铜片 铜片上有气泡产生，锌片 ----------

用导线连接后插 不停溶解

入稀硫酸

④把锌片和铜片 铜片上有气泡产生，锌片 外电路中有电流经过

用导线连接后插 不停溶解

入稀硫酸并在锌 电流计指针发生偏转

片和铜片之间连

接电流计（或发光

二极管）

⑤用干电池判断 -------

电流方向及正、负

极

电流方向是从铜片流向锌片

（即电子从锌片流向铜片），

铜片是正极，锌片是负极

2、[诱思研究]依据以上实验④现象，提出以下问题，师生共同商讨。

问题 结论及解说（写化学方程式）

铜片上为何有气泡产生 氢离子从铜片获取电子，被还原成氢气

锌片质量有无变化 锌被氧化成锌离子进入溶液，故质量减少

溶液内氢离子浓度有无变化 氢离子浓度减小

锌片和铜片各为何电极，为何 铜片是正极，锌片是负极

两极各发生什么反应 负极（Zn ）：Zn ―2e- = Zn 2+ （氧化反应）

Cu 2H + - = H ↑（

+ 2 e

正极（ ）： 2 还原反应）

总的反应方程式及离子方程式怎么写 Zn + H 2 SO4 = ZnSO 4 + H 2↑

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2↑

从能量变化的看法解析是什么装置 把化学能直接转变成电能的装置

3、【比较实验研究】原电池构成条件的比较研究

实验操作 实验装置图 实验现象 结论

①把锌片和碳棒用导 碳棒上有气泡，电流表指针发 Zn ― C（稀H SO ）可组

2 4

线连接后插入稀硫酸

并在中间连接电流计 生偏转。 成原电池

（或发光二极管）

②把铜片和碳棒用导

线连接后插入稀硫酸

并在中间连接电流计

③把锌片和铁片用导

线连接后插入稀硫酸

并在中间连接电流计

无现象 Cu― C（稀H2SO4）不行

构成原电池

铁片上有气泡，电流表指针发 Zn ― （Fe稀 H2 SO4）可组

化学能与电能教案

生偏转。 成原电池 化学能与电能教案

④把锌片和铁片用导

线连接后插入乙醇并

在中间连接电流计（或

发光二极管）

⑤把锌片和锌片用导

线连接后插入稀硫酸

并在中间连接电流计

⑥把锌片和铜片用导

线连接后插入一个西

红柿并在中间连接电

流计

⑦把锌片和铜片用导

线连接后插入两个西

红柿并在中间连接电

流计

无现象 Zn ― Fe （乙醇）不行构成

原电池

锌片上均有气泡，电流表指针 Zn ― Zn（稀 H2SO4 ）不行

不发生偏转。 构成原电池

电流表指针发生偏转。 Zn ― Cu（西红柿可）构成

原电池

无现象 Zn-Cu（两个西红柿没形成闭合回路），不行构成

原电池

[归纳总结]经过以上实验研究、诱思研究、比较实验研究，得出以下结论：[板书]

一、原电池定义——把化学能直接转变成电能的装置。

二、原电池构成条件——“一液两极三连”

1、两种活动性不一样的资料（金属—金属、金属—非金属导体、金属—金属氧化物）作电极，

负极——较开朗金属， 正极——较不开朗金属（非金属导体、金属氧化物）；

2、两个电极均插入电解质溶液中；

3、两极相连形成闭合电路。

三、原电池反应原理——较开朗金属（负极）失电子 ，发生氧化

反应，电子从负极流出，经过外电路 电子流向正极，

正极上发生还原反应 得电子。（电极判断）

电极反应： 负极（Zn ）：Zn ―2e- = Zn 2+ （氧化反应）

Cu 2H + + 2 e - = H ↑（

正极（ ）： 2 还原反应）

电池反应： Zn + H 2 SO4 = ZnSO 4 + H 2↑

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2↑

一般来说，凡能自觉进行的氧化还原反应均可以设计成原电池。

[练习]（加深印象，促进智能发展）

1、以下装置中能产生电流的有___1、3、5、8、______

2、铜片与锌片用导线连接后插入硫酸中，锌片（A、D ）

A、发生氧化反应 B、发生还原反应 C、为正极 D、为负极

3、某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌构成原电池时，锌为负极，该金属为（ B ）

Ａ、Ｍｇ Ｂ、Ｆｅ Ｃ、Ａｌ Ｄ、Ｃｕ

4、将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸，另一组插入氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。则在这两个原电池中，正极分别为（ A ）

Ａ、铝片、铜片 Ｂ、铜片、铝片 Ｃ、铝片、铝片 Ｄ、铜片、铜片 化学能与电能教案

[部署作业]

【科学研究】原电池构成条件的研究

[活动形式]学生分组实验

[实验种类]比较实验

[实验目的]使学生学会控制实验条件的方法

[实验用品]锌片、铜片、碳棒、铁片、稀硫酸、乙醇、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、导线、西红柿、电流计[活动组织]

1、组织学生自己设计比较实验；

2、指导学生设计表格，整理实验信息并解说；

3、活动总结、报告。

表一

稀硫酸 锌片(Zn)

实验现象

解说及化学方程式

电流计

碳棒(C)

稀硫酸 铜片(Cu)

碳棒(C)

小结

稀硫酸

表二

锌片(Zn)

实验现象

解说或写化学方程式

电流计

铁片(Fe)

乙醇 锌片(Zn)

铁片(Fe)

小结

稀硫酸

表三

锌片(Zn)

实验现象

解说或写化学方程式

锌片(Zn)

稀硫酸 锌片(Zn)

铁片(Fe)

小结

表四 实验现象 解说或写化学方程式

插在一 锌片(Zn)

个西红

铜片(Cu)

柿中