鲁科版 化学2》第2章第3节化学反应的利用(第二课时)

高中化学必修2第2章第3节化学反应的利用(第2课时)
【教材分析】
本节教材从制造物质和提供能量这两个方面对化学反应的价值进行概括整合，从而体现化学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用，深化和提升学生对化学研究的应用价值的认识。

本节承接了本章第一节中化学反应中能量释放问题，以“化学能如何转变成电能”为例解释了“为什么说化学反应为人类提供了能源”，并说明了化学在能源开发和利用方面的作用。

作为化学必修模块中元素化合物知识和基本概念、基本理论的最后一节，本节承担着对前面知识的回顾、总结，以及深化和提升学生对化学研究的应用价值的认识的双重任务。

本节教材内容框架为：
【学情分析】
学生通过初中的学习了解了与电学相关的物理知识，通过高一上学期的学习掌握了氧化还原反应、离子反应及元素化合物间的反应及分类，通过本章第一节的学习了解了化学反应中能量变化的实质，了解了生产生活中常见的能量转化形式。

但是学生对于如何提高化学能转化为热能的转化效率及热能利用率、怎样将化学能转化为电能(原电池的工作原理)以及化学能与热、电和光能转化的应用前景很不是很明确。

另外学生已经具有一定的实验探究和分析推理能力，并且有着强烈的探究欲望。

【教学目标】
（一）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。

2. 引导学生掌握原电池的工作原理及构成条件。

（二）过程与方法目标
通过“活动·探究原电池的工作原理”，培养学生的观察能力，实验能力和分析推理能力。

（三）情感态度与价值观目标
1. 通过教材中活动栏目的设计，培养学生的探索精神和实事求是的科学态度。

2. 利用课前和课后研究性学习让学生获得丰富的材料，开拓他们的视野，使他们从更多角度体会化学科
学与人类文明和社会发展的密切关系。

【教学重难点】
怎样将化学能转化为电能---原电池的工作原理。

【教学策略】研究性学习、实验探究法、动画模拟和问题组驱动下的小组合作学习。

【教学过程】
【小结】通过实验，我们在前三套装置中产生了电流，我们确实通过改变电子的传递方式将该反应的化学能转化为电能。

这些化学能转化为电能的装置叫做原电池。

【板书】原电池：(1)定义：化学能→电能
Zn-Fe Zn-Cu
Zn-石墨
Zn-Zn
能否产生电流
电子流向
【过渡】我将同学们设计的三个铜锌原电池串联，产生电能让生日贺卡音乐响起，为咱们班过生日的同学提前送上生日祝福。

为了让大家能设计出更多的原电池，现在给大家一个更艰巨的任务：以铜锌原电池为例，通过这些问题导引探究一下原电池的工作原理。

【投影】(1)该原电池的正负极如何区分？(电化学上规定，电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极)
(2)该原电池的正负极上分别发生了什么反应？ (从电子转移角度考虑)
(3)导线中的电子流向和电流方向如何描述？ (4)形成电流需要闭合回路，溶液中是什么微粒导电？这些微粒如何移动？
【小结】原电池之所以能将化学能转化为电能，是因为将一个氧化还原反应的氧化反应和还原反应分在两个电极进行。

为了加深大家对原电池工作原理的认识，请大家观看一段微视频。

学生以问题为驱动进行小组合作学习并进行成果汇报。

三个铜锌原电池串联让生日贺卡音乐响起，激发学生探究欲望。

以以问题为驱动进行小组合作学习增强了学生分析问题解决问题的能力。

通过视频加深学生理解。

【巩固练习】判断下列装置能否形成原电池，并说明判断理由。

是原电池的装置请分析总反应。

【过渡】装置6到底能不能形成原电池？各组同学之间产生了分歧。

实验是检验真理的最高法庭。

该装置没有电流表，通过什么现象能说明形成原电池？
学生完成巩固练习，小组讨论。

通过练习将原电池的工作原理及时巩固，并且丰富了对原电池的认识；对于装置6再次借助实验解决问题，渗透了哲学思想。

【提问】通过这些装置丰富了我们对原电池的认识，你认为形成一个原电池需要几个组成部分？ 【板书】3. 构成条件：
学生思考、回答 让学生认识升级
【过渡】大家现在对于原电池有了更丰富的认识，想不想亲自动手制作一个原电池？
【投影】不用硫酸，借助手头的材料制作一个电池，用灵敏电流计测试电流。

注意：(1)灵敏电流计接(-)和G 0接线柱； (2)观察到电流后务必立即断开灵敏电流计。

学生实验 让学生将原电池工作原理及构成条件及时学以致用。

【小结】如果将所有小组做的土豆电池串联，就能让十个发光二极
管发亮。

【展示串联的土豆电池】如果将更多的土豆串联能不能为
Pad充电？事实上，以色列已经研发出实用的土豆电池，供电时间
长达数日或数周，能为电力不足的国家带来价格低廉的电力解决方
案。

【过渡】化学家们利用原电池工作原理，将氧化还原反应设计成各
种种类繁多的化学电源，对于他们的性能和用途请同学课后继续研
究性学习。

【投影】1. 查阅资料：常见的化学电源的种类、性能及用途；
2. 化学前沿：燃料电池的应用及发展前景；
3.电池的使用会带来哪些环境问题？如何处理废旧电池？
课后研究性学习
继续拓展学生视
野。

【提问】在这里值得一提的是，氢氧燃料电池在航空航天方面有着
广阔的发展前景。

这是某太空站能量转化示意图。

其中涉及到了哪
些能量转化方式？
【投影】
【过渡】太空站在向阳面将光能贮存为化学能，在背阳面利用化学
能提供电能。

对于太阳能这种取之不尽用之不竭的能源科学家们不
懈努力大力开发，其中植物光合作用、太阳能光解水制氢以及太阳
能燃油系统都是将光能贮存为化学能再转化为其他形式的能为我们
所用，化学能与其他形式的能量之间的相互转化直接参与到自然界
的循环中，在能源问题备受关注的今天，化学科学在能源开发和利
用方面均起着举足轻重的作用。

学生聆听、思
考
提升学生认识【概括提升】
通过本节课的学习，我们丰富了对化学反应的利用的认识，对于核
心知识原电池的工作原理我们紧紧抓住微粒发生的变化利用守恒的
观念层层展开。

通过本章的学习，我们从更多的角度深入研究了化
学反应最终目的还是利用化学反应为人类造福，这正是我们化学学
科的价值所在。

愿在座的每一位同学，能不断学习化学知识贮存自
己体内的化学能，并把化学能及时转化为热能，温暖每一颗寒冷的
进行情感教育
〖教学反思〗
1. 将如何缓解能源危机、如何提高燃料利用率和化学电源的种类、性能及发展前景等与STS相结合的知识设置成课前和课后的研究性学习，将学生学习由课上延伸到课下，由校内延伸到校外，充分发挥了学生的主观能动性，提高了合作学习的能力；通过更丰富的资料学生可以更加充分地认识到化学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用，深化和提升学生对化学研究的应用价值的认识。

2. 通过“土豆能为pad充电吗”视频创设情境引入课题，为学生设疑，激发学生强烈的求知欲望，在学生理解原电池的工作原理和构成条件之后，让学生自己动手制作土豆电池，并将全班做的土豆电池串联让10个二极管发光，通过铁的事实让学生得到切身体会，以此种方式为“土豆能为pad充电吗”释义。

3. 通过问题初探、问题再探和问题延伸引导学生逐渐形成并加深对原电池的认识，问题设置层层递进既引发学生思考，又能为学生思维的发展逐渐搭设台阶。

问题初探：1. 何种化学反应才有可能为人类提供电能呢？
问题再探：2. 设计一个怎样的装置将该反应释放的能量转化为电能？
问题延伸：3. 一个原电池由几部分组成？它的组成条件是什么？
4. 设计了教师演示实验、学生分组实验以及以问题组驱动的小组合作学习，增强了学生分析推理能力，培养了合作探究的精神，先理论推导再实验验证然后理性分析，让学生的思维逐渐升级，并让学生深切体会科学研究的一般思路。

5. 课后思考题：再认识“即热饭盒”，与前面内容遥相呼应，及时让学生将所学知识学以致用，符合“STS”：从生活到化学再从化学到生活的设计理念。