2.2.1 化学能与电能 导学案

《化学能与电能》导学案教案背景本节内容是在学生已经建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极的基础上，精心设计、构建了一个内容体系，以一个学生熟悉的自发的氧化还原反应为研究对象，通过将其拆开在两极上分别进行氧化还原反应并采用逐步深入的手段，来介绍原电池的工作原理，以及阴极和阳极、正极和负极、电池反映的概念。

教学课题第一章第三节《化学能转化为电能——电池》（第1 课时）教材分析本节内容是电化学中的重要知识。

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。

第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。

原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。

本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。

首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过（4-15 ）演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。

同时，课本后面的“家庭小实验---- 水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。

当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。

（1）变教材中的教师演示实验为学生动手实验。

这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。

（2）对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。

可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。

这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。

（3）教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生实验习题（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。

人教版第二章第2节化学能与电能（第一课时）教材版本：人教版一、教学目标1．知识与技能：(1)了解原电池装置是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。

(2)通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和构成原电池的条件，初步掌握原电池的工作原理，能够正确判断简单原电池的正、负极和电子流向，写出两极上发生的电极反应式。

2．过程与方法：(1)采用独学、对学、群学的学习方法，并通过设计学生分组探究实验，来充分调动学生参与课堂的积极性、主动性、以激发他们的求知欲和学习兴趣。

(2)通过设计方案、分组实验培养学生的观察能力与分析思维能力，提高学生的动手能力及与他人交流、合作的能力。

3．情感态度与价值观：(1) 通过探究实验体会到科学探究的严谨与喜悦，进一步激发学习化学的兴趣和信心。

(2)通过化学能与电能的转化在生活中的实际应用，使学生体会到化学与生活的密切联系及化学的应用价值，使学生明确学习的最终目的是服务于社会、造福于人类。

二、教学重点：1．了解原电池装置的功能及其构成条件。

2．掌握原电池的工作原理。

三、教学难点：根据提供的素材设计原电池装置并分析原电池的工作原理。

四、教学方法：学案导学、启发引导、点拨提升、实验探究、合作学习。

五、教学用具：实验仪器：烧杯、检流计、导线实验药品：锌电极、铜电极、稀硫酸等六、课时安排第1课时七、教学过程【引入】橙子好吃吗？橙子不仅好吃，老师还可以利用橙子作为产生电的装置。

【演示实验】用橙子制作水果电池进行演示实验【讲述】这节课我们一起来学习化学能与电能【板书】第二章第2节化学能与电能【演示实验1】将锌片插入稀硫酸溶液有何现象？【学生】描述现象【导引】该反应属不属于氧化还原反应？氧化还原反应的本质是什么？【学生】思考、回答【演示实验2】将铜片插入稀硫酸又有何现象？为什么？【学生】思考、回答【演示实验3】用导线把锌片和铜片连起来并串联一个检流计，再观察铜片上的现象及检流计是否偏转。

第二章第二节导学案化学能与电能（1）【学习H标】王之松2014，2，24。

1.掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。

2.丫解常见化学电源的种类及工作原理。

【学习熏难点】原电池的工作原理。

【问题导学】在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为___________ 的变化，即__________ 转化为________ 考：化学能是否能转化为电能？----举例一.化学能与电能的相互转化⑴间接转化——课本P4f>图2—8我国发电总跫构成上，火力发电居首位。

燃煤发电过程中的能觉转化过程为化学能--------- »能 --------------- > _________ 能------ ►________ 能。

其中，________________________ 是使化学能转化为电能的关键。

⑵直接转化在氧化还原反应中：氧化剂________ 电子，发生_________ 反应，还原剂发生_______ 反应，化还原反应本质 ______________________电子,I：原电池思考：氧化还原反应屮氧化反应、还原反应是同时进行的两个过程，你能将其拆成两个半反应（氣化反应、还原反应）实验顺序金属实验现象结论或解释（宥关化学方程式）l.Zn、Cu分别插入稀Zn片H2SO4溶液Cu片2.Zn、Cu导线连接后插入Zn片稀H2SO4Cu片n yL,3.Zn、Cu导线连接后，冉Zn片、接电流表，插入稀H2SO4Cu片jSO3OH f H*soy总反应式：_________________________________________________上述实验中Zn、Cu导线连接后，再接电流表，锌片上Zn失去电子生成Zn24后进入溶液，锌片产生的电子通过导线流向铜片；溶液屮带正电荷的Zn2+和H+在电性作用不移向铜片，比Zn2+得电子能力强的从铜片上获得电子生成H原子后又结合成H2,氢气从铜片上逸出；溶液中的SO42-和OII 在电性作用下移向锌片。

化学能与电能1班级姓名小组【学习目标】1.通过阅读课本，能够准确复述火力发电过程的能量转化形式；2.通过小组讨论，能够准确说出原电池的工作原理，外电路中电子和电解质溶液中阴、阳离子定向移动的方向；3.通过小组讨论，能够结合形成原电池的四个条件判断所给装置是否为原电池；4.通过分析原电池的工作原理，结合实验现象，总结归纳常见的正负极的判断方法。

【重点难点】重点：原电池的形成条件，原电池工作原理，原电池中正、负极判定方法；难点：原电池的形成条件，原电池中正、负极判定方法；【导学流程】一、基础感知1.定义：原电池是将能转化为能的装置。

2.工作原理：①将Zn片单独插入稀H2SO4中的实验现象?②将Cu片单独插入稀H2SO4中的实验现象?③将Zn片与Cu片用导线连接后放入稀H2SO4中可以看到Zn片；Cu片；④该过程中，Zn片电子，发生反应，做极；Cu片上H+电子，发生反应，Cu做极；⑤在外电路中，电子从极到极，电流从极到极；并从上图中标出电子与电流的方向；内电路中，溶液中的阳离子向极移动，阴离子向极移动。

⑥写出该过程中涉及的总化学方程式：。

3.形成条件：（1）下列反应可以设计成原电池的有：①H2SO4+NaOH ②H2SO4+Ba(OH)2 ③Fe3++Fe ④Fe+CuSO4⑤CH4+O2（2）分析下列装置图可否形成原电池，并分析原因A B C D E F总结形成原电池的条件1.相互检查背诵原电池的定义及形成条件2.Zn-Cu原电池中，Cu电极时否参加反应，作用是什么？那么在Zn-C-稀H2SO4能否形成原电池，现象是什么？组议：3.将Zn-Cu-稀H2SO4原电池中的电解液改为CuSO4或者是ZnSO4能否形成原电池？现象分别是什么？4.右图装置能否形成原电池，请说明原因？5.总结原电池中正负极的确定方法？等质量的两份锌粉，a、b分别加入过量的稀硫酸中，通式向a中加入少量的CuSO4溶液，能够表示两者产生H2的体积，与时间t的关系的是哪个？。

第二节化学能与电能（第一课时）导学案本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址第二节化学能与电能（第一课时）【学习目标】（一）知识技能、了解化学能转化为电能的一般途径和优缺点；2、了解化学能直接转化为电能意义；3、理解原电池的工作原理和构成条件；（二）过程与方法、通过引导探究和自主探究的学习方法，学习原电池的工作原理；2、通过利用现有实验条件，探究原电池的工作过程；3、学习从现象分析本质的思维方法，分析原电池的构成条件和工作原理；（三）情感价值观、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，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识；2、体验通过实验探究学习化学所带来的乐趣，团队精神在学习过程中的作用；【学习重难点】、认识原电池概念、原理、组成及应用，识别原电池；原电池反应的本质；通过对原电池实验的研究，2、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。

【学习方法】引导探究，自主探究，提炼总结，应用自检，类比类推；【学习过程】一、化学能与电能的相互转化途经1、化学能间接转化为电能的过程：化学能机械能【练习】1、电力在国民经济及日常生活中占有重要的地位，现阶段我国工农业生产、生活上等的用电主要是火力发电产生的，关于火力发电的说法不正确的是（）A．技术成熟，目前成本较低B．污染大，可持续发展前景暗淡c．耗能大，效率低D．方便，技术含量低，适于大量投资建设2、由煤燃烧，经过下面一系列的过程产生电能，最后制得氢气，其中属于物理变化的过程是（）化学能热能机械能电能途经2、化学能直接转化为电能的过程；【实验探究一】实验步骤现象原因、锌片插入稀硫酸2、铜片插入稀硫酸3、锌片和铜片上端用导线连接在一起插入稀硫酸结论：Zn失去的电子经过¬¬¬¬¬¬¬¬_________运动到了__________片上；电子在导线内的定向移动，就会产生_________.【实验探究二】导线中电流的验证和电流方向的确定利用以下仪器及器材设计实验验证上述③中的电流存在和电流方向【实验方案】1、验证有电流存在：_____________________________________；2、证明电流的方向：________________________________________；【实验结论】③装置产生了________；且电流由______流向________（Zn片或cu片）；【逻辑推理】1、应用类比的思维方式，③装置充当了电池的作用，则此电池的正极是_________，负极是__________；电流由_______流出，_______流入；2、电流的方向与正电荷移动的方向______（相同或相反）、与负电荷移动的方向_______；→电子带一个单位负电荷，电子在金属导体内移动的方向与电流的方向_________,→③装置中根据你所了解的电学知识，请在下图中标出电流的方向，电子流动的方向，并标出此电极的正、负极。

《化学能与电能》导学案2. 2.1化学能转化成电能【本课时学习目标（导）】1.了解一次能源和二次能源；2.认识氧化还原反应是化学电池形成的基础，了解原电池构成的基本原理，掌握原电池的形成条件；3.学会判断原电池及正、负极的方法。

【自主思考（思）】一、一次能源和二次能源1•定义:一次能源是直接从①自然界取得的能源，i次能源经加工、转换得到的能源是二次能源。

2.实例:a.风力b.原煤c.天然气d.石油e.电力f.流水g.蒸汽，其中屈于一次能源的是②abcdf；屈于二次能源的是③eg。

二、化学能转化为电能1 •燃煤发电的能量转化化学能竺④恐能玄⑤业能兰込电能2.原电池（1）定义:将⑥化学能转变为电能的装置。

（2）工作原理（以铜-锌-稀硫酸原电池为例）I •⑦锌片失去电子，发生⑧氧化反应，电极反应为⑨Zn-2e-=Zn2+,所以锌片为原电池的⑩负极。

II•⑪H+在铜片上得电子,发生⑫还原反应,电极反应为⑬2H++2e-=H2f,所以铜片为原电池的⑭正极。

【小组合作学习（议、展）】1.课本实验2-4的实验装置如下图：(1)铜片、锌片上各有什么现象？(2)电流计的指针是否偏转？电子移动方向与电流方向相反，由此推断电子在原电池中是如何流动的？(3)如果铜片和锌片之间没有导线相连，铜片和锌片上各有何现象？(4)分别改变下列条件，继续观察电流计指针是否偏转。

①将锌片换成石墨；②将稀硫酸换成乙醇；③将铜片换成石墨；④一烧杯中放铜片与稀硫酸，另一烧杯中放锌片与稀硫酸，用导线将锌片与铜片相连。

(5)形成原电池必须满足哪些条件？答：(1)铜片上有气泡冒出，锌片逐渐溶解。

(2)电流计指针发生偏转；电子由锌片经导线流入铜片(电子从负极流出经导线流入•正极)。

(3)铜片上没有任何现象发生，锌片上有气泡冒出。

⑷①不偏转；②不偏转；③偏转；④不偏转。

(5)①两种活泼性不同的金属电极(或一种为能导电的非金属电极)；②电解质溶液；③自发的氧化还原反应(其屮一种电极必须能与电解质溶液发生反应)；④形成闭合回路。

人教版必修2《化学能和电能》导学案
课题化学能与电能（1）主备人审核人审批人课型探究课
学习目标
1.了解化学能与电能的转化关系。

2.初步了解化学电池的工作原理及应用。

3会书写简单的电极反应式和电池反应式。

导学过程
复备
解读【自主学习】
一、一次能源和二次能源
1．一次能源
直接从自然界中取得的能源，如流水、风力、_______、__________、石油等。

2．二次能源
一次能源经加工、转换得到的能源，如、等。

二、化学能转化为电能
1．燃煤发电的能量转化
2)________ (氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。

2．原电池
（1）实验装置
（2）现象：
现象
铜片
锌片
电流表
（3）原电池概念：
（4）构成原电池的条件：①
②
③
(1)过程：化学能――→
燃烧
_____能――→
蒸汽
________能――→
发电机
电能。

第二节化学能与电能【学习目标】1、掌握化学能是能量的一种形式，它可以转化为其他形式的能量2、理解化学能与电能之间转化的实质【学习重点】1、初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用2、认识化学能转化为电能对现代化的意义【学习难点】通过实验探究理解化学能转化为电能的本质是电子的转移第一课时化学能转化为电能【基础回顾】1.电解质的概念是 ,常见的电解质有、、。

举出三种不同物质类别的可溶性电解质,写出它们的电离方程式:① ,② ,③。

2.氧化还原反应的特征是 ;氧化还原反应的本质是 ; 电子由剂转移给剂。

自发的氧化还原反应，总是向着生成氧化性和还原性方向进行。

在氧化还原反应中，氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物之间的关系为：氧化剂有性，电子，化合价，被，发生反应，生成产物。

还原剂有性，电子，化合价，被，发生反应，生成产物。

【问题探究一】化学能间接转化为电能（1）火力发电原理：（2）能量转换过程：能量转换的关键环节：。

（3）火力发电弊端：①②③【练习】1．下列说法不正确的是 ( )A．根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源B．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C．火力发电是化学能间接转化为电能的过程D．水力发电是将化学能转化为电能的过程【问题探究二】化学能直接转化为电能1、理论分析（1）在火力发电中，氧化剂和还原剂直接接触发生反应，化学能转化为热能，经过一系列能量转换转化为电能，。

那么，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，所需解决的第一个问题是什么？（2）若将氧化反应和还原反应分在两个不同区域进行，那么，怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，同时形成电流？（3）怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？如何从电学角度考虑仪器的选择和组装问题？（1）什么原因造成实验2和实验3中的现象不同？（2）在这样的装置中，能量是如何转化的？电流计指针发生偏转 → 有 产生 → 产生 能 → 化学能转化为 能的装置3、实验总结（1）原电池的定义：将化学能能转化为 能的装置（2）原电池的工作原理：将氧化还原反应中的 反应和 反应分在两个不同的区域中进行，使转移具有方向性，从而在装置中形成①负极：发生 反应，电子流 ，电极质量 ，电极大小变 ，电流流 ，溶液中的 离子移向负极②正极：发生 反应，电子流 ，电极质量 、电极大小变 或有 放出，电流流 ，溶液中的 离子移向正极③电池总反应：（3）原电池的构成条件：理论上，自发的 反应均可构成原电池。

实验步骤现象解释或说明锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流表指针发生偏转锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流表指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流无现象乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应2. 原电池(1)概念：是将化学能转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。

(2)构成条件①原电池反应必须是自发的氧化还原反应；②具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；③两电极均插入电解质溶液中；④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。

(3)原电池的工作原理原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

(4)能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。

练一练1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转()(3)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()(4)原电池中阳离子向正极移动()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()2．原电池中作负极的一定是活泼金属，作正极的一定是不活泼金属吗？(三)、原电池的工作原理1．原电池的工作原理(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

(2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。

(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

2．原电池正、负极的判断例1如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()A．B极为原电池的正极B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C．C中阳离子向A极移动D．A极发生氧化反应变式训练1如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，在卡片上描述合理的是()实验后的记录：①Zn为正极，Cu为负极②H＋向负极移动③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu④Cu极上有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol⑥正极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④(四)、原电池原理的应用(1)比较金属活动性作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。

人教版高中化学必修2第二章第二节化学能与电能(1)导学案【使用说明与学法指导】 1．请用10分钟时间将上一课时的学案整理落实好，回顾重要知识点，或订正做错的习题； 2．认真阅读课本，划出重要知识，自主规范完成课前预习学案内容并记熟基础知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，用红色笔做好疑难标记；【学习目标】 1．掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。

2．了解常见化学电源的种类及工作原理。

【学习重难点】原电池的工作原理。

课前预习案（限时20分钟）【预备知识】1．在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为的变化，即转化为2．金属活动性顺序表3．在氧化还原反应中：氧化剂电子，氧化还原反应本质。

【问题导学】1．直接从自然界取得的能源称为、、、、等。

经过加工、转换得到的能源称为如、等。

2．化学能与电能的相互转化⑴间接转化我国发电总量构成上，火力发电居首位。

燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能燃烧________蒸汽________能________能。

⑵直接转化------原电池原电池是将__________能转化为_______能的装置。

在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流，可见原电池反应的本质是氧化还原反应。

（3）原电池及其工作原理 [Cu-Zn原电池实验探究]请各小组认真阅读课本实验的原理，查阅相关资料，自主学习原电池的工作原理，按照下面表格的内容尝试完成实验并讨论结果。

Zn失去电子生成Zn后进入溶液，锌片多余的电子通过导线流向铜片；溶液中带正电荷的Zn和H+在电性作用下移向铜片，比Zn2+得电子能力强的H+从铜片上获得电子生成H原子后又结合成H，氢气从铜片上逸出；溶液中的SO——242和OH在电性作用下移向锌片。

这样，在由稀硫酸、锌片、铜片、导线等组成的闭合电路中有电荷做定向移动，电荷定向移动就形成电流。

有有关化学变化如下：锌片上发生的电极反应：Zn—2e—= Zn2+；铜片上发生的电极反应：H++2e—=H2↑总反应式：Zn + 2H+—= Zn2+ + H2↑在这样的一个原电池装置中，锌片作为负极，失去电子，发生了氧化反应，铜片作为正极，H+在铜片上得到电子，发生了还原反应。