人教版必修二第二章第二节第一课时:原电池的工作原理及构成条件
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教学设计
[质疑2]锌片上产生大量铜对原电池电能的提供有没有影响?
[质疑3]如何改进这套装置?
〔演示实验〕演示带有盐桥的改进实
验。
(结合动画理解)
[质疑4]盐桥原电池的优点有哪些?
[师生总结]盐桥原电池的优点。
1.能量转换率高
2.产生持续、稳定的电流
3.防止自放电
[质疑5]氧化剂与还原剂不直接接触,就一定不能发生化学反应吗
[投影]盐桥原电池与化学电源的关系
【投影】手机隔膜锂电池新能源汽车动力电池1.锌片本身不纯
2.锌片与硫酸铜溶液因为直接接触而发生氧化还原反应,在锌片上产生少量铜,致使锌片与析出的铜形成了原电
这种原电池的工作效率低
学生提出改进的实验方案
师生共同完成实验二
主要现象记录
1.锌片上没有明显现象
2.电流表指针恒定氧化剂和还原剂可以不直接接触,在有盐桥的特定原电池装置下,也能发生氧化还原反应,这为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。
发挥想象
倾听与思考。
《原电池》一、设计思路(一)指导思想新课程的实施将学生置身于一种动态、开放、个性、多元的学习环境中,以学生为主体,让学生自主探索、主动求知,学会收集、分析和利用各种信息及信息资源,将对原有知识的回顾与新知识的引入融为一体,将实验探究与思考交流交替进行,并以此发展学生的实践能力、创新精神、合作与分享意识、社会交往能力与社会责任感。
1、教材分析本节课是新课标人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》的教学内容,该节分为两课时教学,本课为第一课时。
本节课内容在选修模块《化学反应原理》中有更加深入的学习,因此本节课重点在于让学生感受到理论到实践的应用,化学与生活的紧密联系。
能量与我们每个人生活息息相关,在社会生产、生活和科学研究中广泛应用,是对人类文明进步和社会发展有着重大价值。
化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。
2、学情分析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,但学生初次接触电化学知识,很兴奋。
在学生学习《化学能转化为电能》之前已具有氧化还原反应、离子反应、物质的量等理论知识,但是缺乏微观原理分析能力和感性的实验体验,因此可以利用多媒体和边讲边实验有效地解决可能遇到的问题和困惑。
3、总体思路在教学内容的安排上,按照从易到难,从实践到理论再到实践的顺序,从学生常见的干电池引入原电池的内容,通过对探究干电池给电路中用电器供电的原理,激起学生的本节课的好奇心,可以达到教学创设情境的需要。
首先通过实验,引入课题。
在实验——观察——讨论——推测——验证——归纳的过程中,学习和理解原电池的概念和原理。
在此基础上,通过实验探索能产生持续稳定电流的原电池的条件。
最后,让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。
通过了解生活中对原电池原理的应用,培养学生的理论联系实际的能力,激发学生的学习热情,树立环境保护的意识,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
(二)教学目标1、知识与技能目标:(1)使学生对“利用化学反应造福人类”认识进一步具体化。
原电池原理【情景导入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,小到日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……大到火箭上天、神州六号宇宙飞船遨游太空,这一切都依赖于电池的应用。
那么,同学们一定想知道电池的结构、它的工作原理。
电池是怎样把化学能转变为电能的呢?今天我们用化学知识来揭开电池这个谜。
【投影】【板书】活动一、化学能与电能的转化【思考】阅读教材P39页“资料卡片”,思考什么是一次能源和二次能源?填写下表内容。
【交流投影】分类 定义实例一次能源直接从自然界取得的能源 流水、风力、化石能源、天然铀矿等 二次能源一次能源经加工、转换得到的能源电力、蒸汽等。
其中电能是应用最广泛,使用最方便,污染最小的能源。
【讨论1】(1)根据教材P40页图2-8,分析思考火电站的工作原理及如何实现能量转化的? 【交流1】①火力发电(火电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。
【交流2】②燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程,该过程可表示为:【板书】化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能 其中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
【交流3】③能量转化装置:燃烧炉→ 蒸汽机 →电机,说明化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。
【讨论2】(2)火力发电有哪些优点和缺点?【交流1】优点:(1)我国煤炭资源丰富;(2)电能清洁、安全,又快捷方便。
【交流2】缺点:(1)排出大量的温室气体CO 2;(2)有些废气可能导致酸雨,如SO 2;(3)消耗大量的不可再生能源;(4)能量转化率低;(5)产生大量的废渣、废水。
【小结】按照人类对能源的利用及性质,能源还可以进行哪些分类? 【交流】 能源类别 定义 按利用历史 按性质 举例 一次能源直接从自然界常规能源可再生能源水能实验步骤现象锌片逐渐溶解,表面有气泡;铜片表面无气泡锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡,电流表指针发生偏转两锌片逐渐溶解且表面都有气泡,电流表指针不偏转无现象解释或说明锌与稀硫酸发生置换反应产生H2,而铜则不能锌与稀硫酸反应,但氢气在铜片上产生,导线中有电流锌与稀硫酸反应产生氢气,但导线中无电流乙醇是非电解质,与Zn、Cu都不反应【小结】根据上述实验探究,思考原电池的定义、构成条件、工作原理分别是什么?【交流1】(1)原电池的概念是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。
人教版高中化学必修二知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习原电池【学习目标】1、了解常见化学能与电能转化方式及应用;2、掌握原电池的组成及反应原理;3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。
【要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电的能量转换过程是,该过程虽然实现化学能与电能的转化,但是过程繁琐、复杂且能耗较大。
在此过程中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
因此,需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,原电池就是这样的装置。
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
【化学能与电能(一)—初探原电池ID:370200#原电池原理】2、原电池的工作原理实验1、如下图,把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。
现象:Zn片上有气泡出现。
反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
Zn失电子生成Zn2+,H+得电子生成H2。
实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来,中间接一电流计G。
现象:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡出现,电流计G指针发生偏转。
结论:Zn反应生成Zn2+而溶解,Cu片上有H2产生,有电流产生。
该实验中,产生了电流,就构成了原电池。
要点诠释:原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移,产生电能,因此原电池的作用为将化学能转化成电能。
【化学能与电能(一)—初探原电池ID:370200#原电池构成条件】要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件:(1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。
要点诠释:a、负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。
b、正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。
c、得失电子的反应为电极反应,上述原电池中的电极反应为:负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑,总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
必修二原电池工作原理
原电池,也称为原电池池电池或干电池,是一种常见的电化学电池,它将化学能转化为电能。
原电池由两个不同的金属电极和一种电解质组成。
在原电池中,负极(阴极)通常由锌(Zn)金属制成,而正
极(阳极)通常由二氧化锰(MnO2)等材料制成。
负极和正
极之间用一层电解质质地保持电中性。
当原电池接通电路后,化学反应开始发生。
在负极处,锌离子(Zn2+)氧化成锌离子,并释放出两个电子,电子则流过外
部电路向正极移动。
在正极处,二氧化锰受到电子的还原,形成锰离子(Mn3+),同时释放出一个氧原子。
这两个半反应共同导致了电荷转移,从而产生电流流动。
负极电子的流动和正极离子的流动构成了电池的电流。
在此过程中,原电池的化学反应会持续进行,直到负极的锌完全被消耗,正极的二氧化锰也几乎被消耗。
需要注意的是,原电池是一次性使用的电池,一旦负极的锌被用尽,电池将无法再产生电流。
当原电池的工作时间过长或电池被过度使用时,二氧化锰也可能过度被还原,导致电池损坏或失效。
总结起来,原电池工作的基本原理是通过负极的氧化反应和正极的还原反应,将化学能转化为电能,并产生电流流动。
人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时《原电池》说课稿一、说教材1、教材的地位及其作用本节教材是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容,是电化学中的重要知识也是核心内容。
内容安排在化学必修1《氧化还原反应》﹑化学必修2《化学能与热能》等内容之后,符合学生认知发展规律。
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。
该节内容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。
该节分为两课时教学,本课为第一课时。
通过本课的学习,能使学生清楚地认识原电池的工作原理和构成条件,初步形成原电池的概念,并能够写出电极反应式和电池反应方程式。
生活在现代社会,学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。
当学生了解了化学反应中能量转化的原因,并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后,会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。
正是基于学生的这种心理特征,教材开始的几个设问,把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”研究之中。
从能量转换角度看,本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量,能量也是守恒的;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,是是对火力发电中对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
此外,本节内容对发展学生逻辑推理能力,提高学生科学素养,培养科学探究能力,将理论应用于实践,以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。
2、教学目标分析(1)知识与技能①学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件,初步形成原电池概念。
②能够写出电极反应式和电池反应方程式。
(2)过程与方法①学生通过对化学能转化为电能的学习,体验科学探究的过程,理解科学探究的意义,理解科学探究的基本过程和方法,初步养成科学探究的能力。