《发展中的化学电源》参考教案

第二节化学能与电能第二课时三维目标知识技能：在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出原电池实验，学习实验研究的方法。

过程与方法：在探究设计原电池实验过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。

情感、态度与价值观：有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断教学重点：实验探究的基础上认识原电池的组成及应用教学难点：对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思教具准备：多媒体课件、投影仪教学过程[新课导入][复习] 请一位同学总结原电池的重要知识点［板书］自我评价和反思师：请同学们从以下方面依据个人的知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价：① 对原电池概念、组成、工作原理等知识掌握的程度。

② 在实验探究过程中学会了哪些方法，各种基本技能有没有提高。

③ 在执行学习任务过程中所采取的态度以及与其他同学和老师的合作情况?师：请同学们展示自己制作的原电池，清用图表示。

教师投影学生的设计图多媒体展示各种电池[板书] 二、发展中的化学电源[合作探究]教师投影表格[学生自学]阅读P３７发展中的化学电源干电池部分，填写下表中的空白问题（表一）表二（１）表二（２）表三1. 将化学能转变为电能有几种基本形式（1）化学能→热能→机械能→电能．包括从大型火力发电站到小油机等各种“火力”发电装置．（2）化学能→热能→电能．包括从热电堆到热离子发电装置等各种“热电转换设备”．（3）化学能→电能．即所谓“化学电源”，它是一种把化学能直接转变为低压直流电能的装置，简称电池．2.我国首创以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试推测这种新型电池的负极是______，电极反应是______；正极是______，电极反应是______．答案：1．铝，Al - 3e = Al3+；石墨（Pt）：2H2O + O2+ 4e = 4OH-[课堂小结]本课同学们展示自己制作的原电池，进一步理解原电池工作原理；通过自学熟悉了化学电源的应用和发展；对自己的学习过程和结果进行了反思和评价。

发展中的化学电源教案教案：发展中的化学电源一、教学目标：1.了解化学电源的发展历程及作用；2.了解目前常见的化学电源种类；3.掌握化学电源的原理和构成；4.能够根据实际情况选择合适的化学电源，并了解其使用注意事项；5.培养学生的合作能力和实践操作能力。

二、教学过程：1.导入（10分钟）介绍电池的概念，并与学生进行互动交流。

询问学生有哪些常见的电池，以及它们的特点。

2.知识阐释（30分钟）2.1化学电源的发展历程讲解化学电源的发展历程，从伏塔电池、干电池、碱性电池、锂电池到燃料电池的发展，并结合实例进行具体说明。

2.2化学电源的种类介绍目前常见的化学电源种类，包括镍镉电池、镍氢电池、锌锰电池、锂聚合物电池、锂离子电池、燃料电池等，并让学生进行区分和归纳。

2.3化学电源的原理和构成详细讲解化学电源的原理和构成，包括正负极材料的选择、电解质的作用、电池的工作原理、电池内部的化学反应等。

3.实验操作（40分钟）3.1实验前准备准备不同种类的化学电源，如碱性电池、锂离子电池等，并准备测试仪器（如电流表、电压表等）。

3.2实验流程3.2.1分组合作，每组选取一个化学电源进行测试。

3.2.2连接电路，测量电流和电压。

3.2.3记录测量结果，并进行数据分析和比较。

3.3实验总结学生根据实验结果，总结各种化学电源的特点和优缺点，并进行交流和讨论。

4.拓展延伸（20分钟）4.1探索不同用途的化学电源让学生根据所学知识，探索不同用途的化学电源，如手机电池、电动汽车电池等，并了解其在应用中的工作原理和特点。

4.2组织小组竞赛组织学生分小组进行电池构建比赛，要求学生根据实际情景和需求，选择合适的化学电源，并构建一个能够满足特定要求的电池组。

5.总结归纳（10分钟）总结化学电源的发展历程、种类和原理，并让学生进行知识检测和回答问题。

三、教学评价：1.学生的参与度和实验操作能力；2.学生对化学电源的理解程度和运用能力；3.学生在小组竞赛中的表现。

发展中的化学电源一、指导思想和理论依据开放式教学，渊源于科恩（R .C .Cohn）1969年创建的以题目为中心的“课堂讨论模型”和“开放课堂模型”--人本主义的教学理论模型；同时，还渊源于斯皮罗（Spiro）1992年创建的“随机通达教学”和“情景性教学”--建构主义的教学模式。

这些教学理论模型强调：学习是学习者主动建构的内部心理表征过程，教师的角色是思想的“催化剂”与“助产士”。

教师不应把主要精力局限于所教的内容上，而应注意学习者的心态（即情感与动机）变化。

教育的目标是教师与学生共享生命历程，共创人生体验；养育积极愉快，适应时代变化，心理健康的人。

本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，使学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。

二、教学背景分析依据教育部《普通高中化学课程标准》(实验)和北京市普通高中新课程化学学科模块学习要求，对本节教材的学习，包括三部分内容：1、举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，2、知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置，3、通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。

通过《化学能与电能》的第一课时学习：了解了原电池的概念、原理；并知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。

所以本课时的主要内容是：1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；2、通过认识生活中的原电池[即传统干电池(锌锰电池) 、蓄电池和燃料电池]，进一步理解原电池的概念和原理；3、通过引入新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，增强学生的创新精神；并且通过本节学习，能够举例说明化学能与电能的转化关系及其应用；4、了解化学电源的发展与环境污染，增强环保意识。

三、学生学情分析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，《化学能与电能》的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。

第2课时发展中的化学电源学习目标1.记住干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。

2．认识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。

3．能正确书写简单化学电源的电极反应式。

课前学习1．干电池干电池是一种一次性电池，放电后再充电。

2．充电电池充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以进行，使电池恢复到放电前的状态。

3．燃料电池(1)原理：利用原电池工作原理将和反应所放出的直接转化为。

(2)与其他电池的区别：反应物由外设装备提供和。

【自主思考】铅蓄电池在充电、放电过程中发生的氧化还原反应是可逆反应吗？课堂探究探究一. 常见化学电源的特点【合作交流】1．一次电池和二次电池是否指分别只能使用一次和两次的电池？2．结合所学知识判断：干电池与充电电池的本质区别，燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别。

【点拨提升】几种电池的特点A．水果电池是方便实用的家用电池B．铅蓄电池是一种常用的二次电池C．氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置D．锌锰干电池工作一段时间后，锌外壳逐渐变薄探究二. 常见化学电源电极反应式的书写【合作交流】氢气被看作是理想的“绿色能源”。

用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池是利用氢能的一种重要方式(装置如图所示)。

请写出氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的电极反应式。

负极：____________________________________________________________________；正极：____________________________________________________________________。

【点拨提升】1．电极反应方程式的书写方法(1)负极反应式的书写①活泼金属作负极(电极材料本身反应)生成的阳离子与电解质溶液不反应时：M－n e－===M n＋。

若生成的阳离子与电解质溶液反应，应将“金属失电子的反应式”与“阳离子和电解质溶液反应的反应式”叠加写出。

教学目标：一、知识与技能理解原电池的构成及生电原理。

二、过程与方法比较不同的电池，发现电池结构的共性。

探究电池的构成条件。

三、情感态度与价值观体验科学方法在化学研究中的重要性，培养实事求是的科学态度和探究意识。

教学重点、难点：对几种常见电池的了解教学过程一、引入新课化学电源常用的化学电源化学电源是把化学能转化为电能的装置。

电池内参加电极反应的反应物叫活性物质。

化学电源按其工作方式可分为一次电池和二次电池。

一次电池是放电到活性物质耗尽时只能废弃而不能再生的电池；而二次电池是指活性物质耗尽后，可以用其它外来直流电源进行充电而使活性物质再生的电池。

二次电池又叫蓄电池，可以放电、充电，可反复使用多次。

1.干电池最早使用的干电池是锌锰干电池，是一次电池，通称干电池。

干电池的负极是锌，正极是石墨。

石墨周围是MnO2，电解质是NH4Cl、ZnCl2溶液。

其中加入淀粉糊使之不易流动，故称“干电池”。

干电池的开路电压是1.5V，这种电池的优点是制作容易,成本低,工作温度范围宽；其缺点是实际能量密度低(20～80W⋅h⋅kg-1)，在电池贮存不用时,电容量自动下降的现象较严重。

使用一定时间后，Zn筒发生烂穿或正极活性降低，使电池报废。

2.充电电池（又称二次电池）充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电放电可在一定时期内循环进行。

充电电池中能量的转化关系是：化学能电能例如，铅蓄电池中发生的化学反应是：电池电动势为2V。

电池内的H2SO4的体积质量随着放电的进行而降低。

电池内H2SO4体积质量降至约1.05g⋅cm-3时，电池电动势下降到约1.9V，应暂停使用。

以外来直流电源充电直至H2SO4体积质量恢复到约1.28g⋅cm-3时为止。

可反复循环使用，所以称二次电池或蓄电池。

铅蓄电池的优点是它的充放电可逆性好，电压平稳，能适用较大的电流密度，使用温度范围宽和价格低，因而是常用的蓄电池。

第二节化学能与电能——发展中的化学电源学案莘县一中白书利【学习目标】1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用。

2、通过引入新型电池体现化学电池的改进与创新，增强创新精神。

3、了解化学电源的发展与环境污染，增强环保意识。

【重、难点】在探究的基础上认识原电池的组成及应用。

【学习过程】一、一次电池与二次电池阅读教材P42~P43页，阅读思考以下问题：1、一次电池的典型代表是什么电池？负极材料是什么？2、在劣质的电池中，为什么会渗透一些粘稠状物质？用电极反应式表示。

3、在锌锰干电池中，若将NH4Cl换成KOH，有何优点？有何应用？4、最早使用的充电电池是什么电池？某商店的充电电池上标注“可充电4万次”，你会购买吗？5、已知铅蓄电池的电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 4 + 2H2O试判断：负极、正极发生反应的物质分别是什么？电解质溶液是什么？负极：正极：电解质：生活小常识：由于铅蓄电池在使用时产生热量，水会因挥发而损失，因此有经验的司机会定期请专业人员向铅蓄电池内加入蒸馏水，以补充在使用过程中损失的水分，延长其使用寿命。

【知识拓展】1、银锌电池电池反应：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag2、镉镍电池电池反应：Cd + 2NiOOH + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2思考：以上两种电池在负极发生反应的物质分别是什么？3、锂离子电池锂离子电池是负极为Li的电池。

它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。

具有比能量高、电压高、工作温度宽、储存时间长等优点。

思考：①已知锂与钠同主族，则锂离子电池的工作环境能否有水？②已知：23g Na Na+x g Li Li+，x = 。

则相同质量的Na和Li相比，所提供的电子的物质的量Li是Na的约倍。

二、燃料电池它是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率较高，理论上可达到85%~90%。

第二课时发展中的化学电源教学设计一、教材分析《发展中的化学电源》是高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》的第二课时，学生在本章第一节中知道了化学能与其他形式的能可以相互转化，并且在本节的第一课时中已经学习了原电池的基本原理，能够判断原电池的正负极，本节课是第一课时的延伸。

在以往的课例中，这一课时的地位往往被放得较低，教师往往只是蜻蜓点水的简单介绍。

实际上，这节课承载的作用可以更深入的挖掘。

首先这节课可以使原电池原理的进一步应用，学生在认识生活中的几种电源时，可以用已学的原电池原理来分析工作原理，这样既可以锻炼学生的思考能力，又可以避免学生在学习本节内容时走马观花。

其次，本节课的学习可以丰富学习头脑中的原电池模型，避免产生偏差认识，如原电池的正负极不一定都是活动性不同的金属。

第三，由于本节课介绍的均为生活中常见的电池，可以拉近化学与生活的距离，可以体现新课程STS的教育理念，培养学生认识和解决生活中化学问题的科学素养。

二、教学目的知识与技能：1、了解生活中常用的化学电源和新型化学电池2、能够用简单的原电池原理分析化学电源3、能够书写燃料电池的电极反应过程与方法：1、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

2、帮助学生建立起根据电子得失判断电池正负极的思路和方法情感态度价值观：1、感悟研制新型电池的重要性以及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、教学重点难点1、通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。

2、不同电解质溶液下，燃料电池的电极反应书写。

四、教学思路五、教学手段板书和PPT相结合六、教学方法讲授法，讨论法七、教学过程八、板书设计二、发展中的化学电源1．干电池负极（锌筒）：Zn —2e—= Zn2+；2．铅蓄电池负极：Pb-2e-+SO42－=PbSO4 3．燃料电池（碱性）电极反应：负极：2H2+4OH——4e—=4H2O 正极：O2+2H2O+4e—=4OH—酸性：负极：2H2—4e—=4H+正极：O2+4H++4e—=2H2O电池的总反应为：2H2 + O2= 2H2O。

高中学化学（必修2）教学案学案主人主人班级学案序号：【探究课题】2-2 化学能与电能【教学内容】发展中的化学电源（教材P42~44）【教学目标】1、认识几种常见的化学电源。

2、能够正确书写化学电源的电极反应式。

3、认识研制新型电池的重要性。

【教学重点】干电池、充电电池和燃料电池【温故知新】1、【新课导入】据湖南大学新闻网消息：伦敦时间2015年4月6日，国际顶级学术刊物《Nature》在线发表了鲁兵安等作为第一作者的论文《快速充放电铝离子电池》。

这标志着我校在《Nature》发文实现零的突破。

鲁兵安副教授等人用石墨作为正极材料，并用一种相当于盐溶液的离子液体作为电解液，从而解决了铝电池研究在材料上的瓶颈问题。

实验发现：用三维石墨作为电池正极材料，能够极大的缩短电池的充电时间。

过去在iphone等使用锂电池的手机上需要1个小时才能完成的充电量，在该铝电池上1分钟即可完成。

今后，铝电池充电1小时，手机使用3、4天不再是假想。

同时，铝电池寿命更长。

实验证明，铝电池循环7500次后，容量几乎没有衰减。

而普通锂电池的循环寿命一般为300次。

当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。

实用电池一般具有的特点是：能产生稳定而具有较高电压的电流，安全、耐用且便于携带；能够适用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生较小的影响。

下面我们来简单介绍几种发展中的化学电源（chemical power source）。

【知识清单】一、一次电池1、锌锰干电池（1）结构构造：锌锰电池俗称干电池，它以Zn为负极，MnO2为正极，电解质为NH4Cl（显酸性）。

构造如图所示：（2）工作原理：负极反应：Zn - 2e- = Zn2+正极反应：2MnO2 + 2e- + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O电池反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O或者负极反应：Zn－2e- + 2NH4Cl = Zn(NH3) Cl2 + 2H+正极反应：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-电池反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = 2MnO(OH) + Zn(NH3) Cl2（3）存在缺陷：锌锰电池电量小，在使用过程中锌外壳会逐渐溶解而变薄，并且容易发生气胀，最后内部糊状的电解质会泄露出来，使电器腐蚀。

第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源教学目标[知识技能目标]1.知道电池的分类方法，了解研制新型电池的重要性；2.能够分析不同电池的工作原理；3.了解化学电源可能会造成环境问题，初步形成客观、正确的能源观。

[过程方法目标]通过展示生活中常见的电池图片，让学生联系自己的生活实例并且讲述电池为我们的生活所带来的益处与有害之处，进而辩证的看待化学电源。

同时利用化学知识进一步深入地讲解化学电源的工作原理是学生形成正确的、科学的能源观。

[情感态度与价值观目标]培养学生的观察能力，发现问题能力，分析问题的能力，解决问题能力以及创造能力。

教学重点1. 三种发展中的化学电源及其工作原理；2. 电池的电极反应式书写。

教学难点原电池的电极反应式书写教具多媒体、黑板教学方法联想、设问、解说、举例论证、知识讲解以及任务驱动等教学过程【检查反馈】[基础知识检查]1.将锌棒和铜棒平行的插入到稀硫酸溶液中，并用导线将锌棒和铜棒连接起来。

写出该原电池的电极反应式及总反应式。

2. 一下组合能否形成原电池(溶液为稀硫酸，均用导线连接)。

①Zn棒和Cu棒；②Zn棒和C棒；③Zn棒和Zn棒；④Zn棒和Fe棒【知识讲解】[引入新课][师]：在上一节课中我们知道伏打发明了人类历史上的第一个具有实用价值的电池，使我们人类从此进入了使用能源的新纪元。

文明社会发展至今，电池已经是我们的生活中不可或缺的必需品，大家举例来说说看生活中有哪些类型的电池。

[生1]：干电池、锂电池。

[生2]：铅蓄电池。

……[师]：大家的回答很全面，的的确确以上讲的这些电池是我们生活中不可缺少的物品。

在这里给大家提个问题：为什么电池用着用着就没有电了呢？而有些电池可以充电接着使用，有些却不可以？那么请大家带着这个问题来学习这节课，并在学完后予以回答。

[板书] 发展中的化学电源通常将化学电源分为一次电池、二次电池和燃料电池。

放电之后不能充电、活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度之后不能再使用的电池称为一次电池，如干电池。

《化学能与电能》第二课时教学目标：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。

重点难点：初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。

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。

教学过程：浙江电视台教育频道《不可能的任务》栏目中播出了一个“用一杯水发电”的节目：三个突击手前两位沿用物理学的水位差通过自制的小水轮机发电，用了一大杯水，结果失败，而第三位利用铜片、锌片各一小片，烧杯一个，用了一小杯“水”，结果所连接的小电珠亮了，“杯水发电”成功了！神奇吗？想知道奥秘吗？通过这节课的学习你就会明白这一切。

[交流]学生尝试画出装置图，并与同伴交流[分组实验探究]实验1：把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验2：用导线将锌片和铜片连接起来。

实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。

[交流与讨论]（组织学生小组讨论并回答）1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？2、什么原因造成实验1和实验2中的现象的不同？3、铜片与稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么在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？4、灵敏电流计的指针发生偏转，偏向何方？你如何解释这一现象？[板书]（三）原电池[分析]灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。

[板书]1.概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。

[学与问1]根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？[板书]2.原电池的工作原理[动画模拟]原电池的微观原理[分析]当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn 2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H +从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。

发展中的化学电源基于信息技术与课程整合理论的教学设计姓名：张春霞信息技术与课程整合。

随着我国新课程改革的推进，现代教育技术的发展，尤其是计算机技术的发展在化学教学中得到了广泛的应用，将现代信息技术与化学学科进行整合，构建出适应学生身心特征与时代特征的教学模式，优化中学化学课堂教学，无疑是中学化学教学研究的一个重要方法，有着传统教学手段无法比拟的优点。

以人教版高中化学必修二《发展中的化学电源》一课为例。

阐述信息技术与化学课程的以实用主义为基础的整合。

《发展中的化学电源》一课是在高一下学期的必修二课程中。

学生有一定的基础，能够有能力从各种途径搜集材料。

课前把学生分组，让他们合作查询资料。

在课前体现信息技术与化学教学的整合。

在课堂中，学生呈现自己的查询的内容，利用信息技术等表达出来，教师通过补充，给学生播放微观flash动画帮助学生理解电池的工作状况。

体现课堂中信息技术与化学教学的整合。

课后，布置任务，让学生通过进一步查阅资料，了解化学电源的发展前景，电池的前沿科技等，进一步拓展学生的知识面，体现与信息技术的整合。

教学目标：1、知识与技能（1）了解几种常见的化学电源在社会中的应用；能够举例说明化学能与电能的转换关系及其应用。

（2）通过认识生活中的原电池（即传统干电池（锌镒干电池）、蓄电池和燃料电池），进一步理解原电池的概念和原理；（3）通过与信息技术的整合，延展学生的生活空间，积累生活常识；（4）通过联系生活，培养观察、知识迁移的能力。

2、过程与方法（1）通过相互讨论，共同搜集资料，学会合作交流的学习方法；（2）在分组搜集材料过程中，学会如何搜集整理资料；学习查询资料的方法；3、情感态度与价值观（1）通过引入新型电池（锂离子电池、燃料电池等）体现化学电池的改进与创新，增强创新精神；（2）了解化学电源的发展与环境污染的，增强环保意识，增强开发新能源的意识；（3）培养学习化学的兴趣，了解化学与生活的紧密联系。