化学能与电能(第一课时)
高中化学 《化学能与电能(第一课时)》课堂实录
《化学能与电能》（第一课时）课堂实录通渭一中崔领斌师：随着科学技术的发展和社会的进步，各种各样的电器不断进入现代社会，它大大丰富了我们的生活，提高了我们学习工作的效率。
使用电器都需要电能。
今天，我们共同探讨化学能与电能的关系，大家有没有兴趣。
生：有！师：那么，什么是一次能源和二次能源？生郭志颖：直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水和风力。
师：你回答的很好，看来课前预习做的不错，继续努力，请坐。
除了流水和风力，原煤、石油、天然气、天然铀矿等都是一次能源。
生陈旭华：一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源，如电力、蒸汽等。
师：表现很好，请坐。
师：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。
我们首先来了解火力发电，同学们请看投影。
2001年我们国家发电总量如图所示。
估计在2050年前后，水力和其他能源的发电量会逐步增加，相对比率会有所变化，但火力发电仍将居于首位。
我们首先我们来看火电站工作原理示意图。
（学生活动，用时1分钟）看投影或课本P40图2-8。
师：从示意图上我们可以看出，燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程，既火电是通过化石燃料的燃烧，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。
那么，火力发电有哪些有好处和弊端呢？请同学们思考、交流后自由发言。
（学生相互交流，1分钟）生王少华：优点是集中燃烧，污染小，热能利用高。
弊端是煤是不可再生资源，随着时间的推移，它的贮存量会减少。
生牛雄雄：煤的使用历史悠久，技术成熟。
生冉辽：能量转换过程多，损耗大，且对环境污染大。
生陈琪：火力发电会产生废气、废水、废渣，污染环境。
师：各位同学的想法都很好，其他同学估计还有许多观点，由于时间关系，我们不能一一介绍，现将火力发电的利弊归纳总结如下。
【投影】2、利弊分析利：产量丰富，经济实惠。
化学能转化为电能，社会应用最广泛、使用最方便。
弊：温室效应；导致酸雨；废料废水；煤储量有限，不可再生；能量转换效率低。
湖南名校集体备课教案 2.2化学能与电能 第一课时
《化学能与电能》教案第一课时一、三维目标（一）知识与技能1．理解化学能与电能之间转化的实质；2．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。
（二）过程与方法1．通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力；2．通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用；3．通过化学史实引导学生以问题为中心的学习方法。
学会发现问题、解决问题的方法。
加深理解实践→认识→再实践→再认识的辩证唯物主义的思维方法。
（三）情感态度与价值观1．通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新的科学态度。
体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
同时激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感；2．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。
二、教学重难点教学重点：原电池的原理和形成的条件教学难点：原电池的原理三、教学过程【新课导入】【复习提问】燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优点和缺点呢？【学生讨论、分析】【激疑】针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？【分组实验探究】锌铜原电池原理实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。
【学生交流、讨论】1．实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？2．锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，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？灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计一个实验证明之。
点评小组学生发言，小结。
【板书】原电池的定义；锌铜原电池的工作原理；电极反应式及电池总反应式的书写。
化学能与电能第1课时
第二章化学反应与能量第二节化学能与电能（第1课时）【学习目标】1. 了解煤发电的一般过程；理解原电池的概念、工作原理及构成条件。
2. 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。
3. 通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
【学习重点】原电池的概念及构成条件【学习难点】原电池的工作原理【知识梳理】一．化学能与电能的相互转化1. 火力发电火力发电是指通过化石燃料的燃烧，使能最终转化为的过程。
在火力发电过程中，经历了一系列的能量转换：【想一想】火力发电的优缺点有哪些？【提出问题】能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率?2. 探究实验（1）把互不接触的铜片、锌片放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到，写出有关反应的化学方程式。
在此反应中有无能量的转化？若有，是能转化成了能。
（2）把铜片和锌片用导线连接起来，再放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到的现象是，根据可以断定铜片（是或否）参加反应。
（3）在导线中间串联一电流表，可以观察到，这说明导线里面有通过。
在此过程中，能转化成了能。
得出结论：要将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域而形成电流，这样将能直接转化为能的装置叫做原电池。
3. 原电池的构成条件和工作原理（1）原电池的构成条件【探究】①把上述（3）中的铜片换成锌片，使两个电极材料相同，实验现象为；②把上述（3）中烧杯里的硫酸换成75%酒精，实验现象是；⑤把串联着电流表的锌片与铜片分别放到两支盛有稀硫酸的烧杯里，现象为。
总结原电池的构成条件：思考交流：在铜锌原电池中，如果用的是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面都有气泡产生，你现在能解释这种现象吗？（2）原电池的工作原理从能量转化角度看，原电池是将能直接转化为能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，从而使氧化还原反应分别在俩个电极上进行。
必修2 第2章 第2节 第1课时 化学能与电能
H L D
讨论
如果我把铜片换成铜丝，如下图，这个反应还 可以进行么？ Zn Cu 盐酸 如果我在铜丝中间的位置接入一个电流表，你 估计现象是怎样的？电流的方向是怎样的呢？ 这个反应过程是释放能量还是吸收能量？以怎 样的形式呢？
H L D
原电池
我们生活中所使用的电池都是以这个实验为原始模 型设计的，所以我们把这个装置也称为原电池。 阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 41 1 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 2 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么?铜 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么? 片起到什么作用? 片起到什么作用? 3 溶液中定向移动的主要是哪些离子? 溶液中定向移动的主要是哪些离子?
Mg
H L D
小练习
与你同桌讨论一下： 下面的装置可以实现原电池的效果么? 下面的装置可以实现原电池的效果么? Fe 酒精 Fe 硫酸 C Fe 盐酸 C Fe 盐酸 Cu Fe
H L D
讨论
想要制作一个原电池，需要注意哪些要素？ 1 需要有闭合回路 2 要有不同的两个电极 3 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 试判断一下下面的反应的正负极： Al 浓硝酸 Cu Al NaOH Cu
H L D
作
业Байду номын сангаас
完成学案。
完成课后习题。
化学能与电能
化学能与电能
Duty Honor Love
H L D
观察思考
1 2 3 4 5
观察实验，思考下面的问题： 实验的现象是怎样的？ 按照我们学过的知识，盐酸与铜能反应么？ 如果我告诉你这两片铜片里面夹了一片锌片，你 能解释现象了么？ 氢气气泡既然不能穿过铜片，为什么铜片上面会 有气泡？ 写出盐酸与锌反应的方程式，结合反应解释现象
人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能和电能》第一课时 《原电池》说课稿
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。
化学能与电能
.
(2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:
负极： Cu -2e- = Cu 2+
正极： 4H+ +2NO3－ + 2e- = 2NO2 ↑+2H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3－=2NO2 ↑+ Cu 2+ + 2H2O 金属的活泼是相对于电解质溶液的活泼
先能与电解质溶液反应的做负极
On the evening of July 24, 2021
总反应总:反ZZ应nn+:+CF2euA2+g+ +=2=FZen32Z++n+2=+C+u3F2eA2g+
On the evening of July 24, 2021
演讲结束，谢谢大家支持
化学能与电能
It is applicable to work report, lecture and teaching
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第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第一课时 化学能与电能的相互转化
On the evening of July 24, 2021
想一想
On the evening of July 24, 2021
小结： Courseware template
失e-,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
电解质溶液
阴离子
阳离子
总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑
还原反应
2H++2e-= H2↑
化学能与电能(第1课时)
实验探究形成原电池的条件
（第二组实验） 第二组实验）
（可以） 可以）
（不可以） 不可以）
形成条件二： 形成条件二：电极需插进电解质溶液中
实验探究形成原电池的条件
（第三组实验） 第三组实验）
（可以） 可以）
（不可以） 不可以）
形成条件三： 形成条件三：必须形成闭合回路
（两极一液一连线） 组成原电池的条件 两极一液一连线） （1）有活泼性不同的两种金属（或一种是非 金属导体，如石墨）作电极
负极： 负极：
④ (√ )
Zn－ Zn－2e-＝Zn2+ 2H++2e-＝H2↑
正极： 正极：
总反应： 总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
⑤ (√ )
负极： Fe－ 负极： Fe－2e-＝Fe2+ 正极： 正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应： 总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
⑥ (× )
↑
练 习
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是， ⒈ 判断下列哪些装置构成了原电池？若不是， 请说明理由；若是，请指出正负极名称， 请说明理由；若是，请指出正负极名称，并 写出电极反应式. 写出电极反应式. ① (× ) ② (× )
负极： Zn－ 负极： Zn－2e-＝Zn2+ ③ (√ ) 正极： 正极 2H++2e-＝H2↑ 总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑ 总反应：
第二节 化学能与电能的转化
第一课时
能源可分为一级能源和二级能源，自然 界中以。现成形式提供的能源称一级能 源，需依靠其他能源的能量间接制取的 能源称为二级能源 据此判断，下列叙述正确的是（ D 据此判断，下列叙述正确的是（ A．天然气是二级能源 ． B．石油是二级能源 ． C．电能是一级能源 ． D．水力是一级能源 ． ）
化学能与电能教案
化学能与电能（第一课时）授课班级：高一16班授课人：周勋亮三维目标知识与技能1、理解化学能与电能之间转化的实质；2、学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步形成原电池的概念。
过程与方法1、通过实验培养学生观察能力和分析能力2、通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应本质的拓展和运用情感、态度与价值观1、通过阅读相关电能的材料，了解电能在日常生活中的重大作用，提高学生节约能源，节约用电的意识；2、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，提高开发高效清洁燃料的意识。
教学重点初步认识原电池的概念、原理、组成及应用教学难点通过对原电池实验的研究，引导学生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。
教学方法实验探究法——通过实验、分析、讨论、思考、交流、归纳、小结教具准备纯锌粒、锌片、铜片、稀硫酸、酒精、导线、烧杯、试管、灵敏电流计、音乐贺卡、柠檬教学过程教师活动学生活动教学目的“水果电池”：利用柠檬做水果电池，带动音乐贺卡继续“唱歌”观察、思考课堂引入，提起同学们兴趣板书：第二章第二节化学能与电能提问：电能是一次能源还是二次能源回答考察学生预习情况，让课堂变得紧凑，回归课堂板书：一次能源、二次能源在书上打记出来【多媒体展示】水电站、风力发电站、火电站图片；提问：1、火力发电站的工作原理是什么？2、火力发电有哪些缺点化学能——热能——机械能——电能缺点：1、煤炭是非可再生资源2、排除大量温室气体3、可能导致酸雨4、能量转化率低连续提问，让学生积极思考，通过已有相关知识解决问题。
问：触摸试管外壁，温度是否上升？【实验1】取小粒纯锌粒通过实验发现问题：化学为什么温度上升了？放入试管中，加入稀硫酸，观察现象能直接转化为了热能，那么能否将化学能直接转化为电能呢？提示：我们一起来分析这个实验，通过反应方程式来进行分析，找出氧化剂、还原剂，并用单线桥法标出电子转移的数目和方向学生书写反应方程式，指出氧化剂和还原剂，并用单线桥法标出电子转移的数目和方向提问：在氧化还原反应中，有电子在发生转移，那么能不能将其变成电流，产生电能呢？回答：可以将氧化反应和还原反应分隔到不同的区域进行，产生定向移动的电荷，即产生电能。
化学能与电能(第一课时)
实验
将锌片和铜片用导线连接( 将锌片和铜片用导线连接(导线中间接入一 个电流表),平行插入盛有稀硫酸的烧杯中, ),平行插入盛有稀硫酸的烧杯中 个电流表),平行插入盛有稀硫酸的烧杯中, 观察现象. 观察现象. 现象 铜片 锌片直接转化为电能 这种将化学能直接转化为电能 化学能直接转化为 的装置叫做原电池. 的装置叫做原电池.
6
(可以) 可以)
(不可以) 不可以)
形成条件三: 形成条件三:必须形成闭合回路
第三组实验
归 纳与整理
原电池的形成条件
两个电极(活泼性不同) 1. 电极 —— 两个电极(活泼性不同) 负极:较活泼的金属 负极: 正极:较不活泼的金属, 正极:较不活泼的金属,石墨等 电极材料均插入电解质溶液 电解质溶液中 2. 溶液 —— 电极材料均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合电路 3. 回路 —— 两极相连形成闭合电路
授课人: 授课人:耒阳二中 曾小斌
科学史话
伏打与电池的发明
【阅读材料一】1780年意大利著名生物学家 阅读材料一】1780年意大利著名生物学家 伽伐尼在解剖青蛙时, 伽伐尼在解剖青蛙时,已死去的青蛙竟然发生了 抽搐,他认为青蛙自身肌肉和神经里的"生物电" 抽搐,他认为青蛙自身肌肉和神经里的"生物电" 是导致抽搐的原因. 是导致抽搐的原因. 【阅读材料二】善于质疑的意大利物理学家 阅读材料二】 伏打,经过一番研究, 伏打,经过一番研究,用实验推翻了伽伐尼的结 论,他把两种活泼性不同的金属用导线相连并浸 入盐溶液中,发现导线中有电流产生, 入盐溶液中,发现导线中有电流产生,所谓特殊 生物电"是不存在的. 的"生物电"是不存在的.经过不懈的努力伏打 终于研制出世界上的第一个电池. 终于研制出世界上的第一个电池.
化学能与电能 第1课时
原 电 池 的 工 作 原 理 是 什 么 ？
Байду номын сангаас
原电池
把化学能转化为电能的 装置叫原电池。
、
锌片： Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应） 负极 铜片： 2H++2e－＝H2↑（还原反应） 正极 电子由锌片经导线流向铜片
2. 构成原电池的条件是什么？
(1) 有活泼性 不同的两种金属 或者
一种金属与一种非金属导体(如石墨) 或者一种金属与一种氧化物等 作电极， 并用导线连接或直接接触。 ⑵ 两电极都插入电解质溶液（酸、碱、盐）中 ⑶ 能发生自发的氧化还原反应。
① (× ) ② (× )
负极： Zn－2e-＝Zn2+ ③ (∨ ) 正极： 2H++2e-＝H2↑
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Zn－2e-＝Zn2+
④ (∨ )
正极： 2H++2e-＝H2↑
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e-＝Fe2+
⑤ (∨ )
正极： Cu2++2e-＝Cu
化学能与电能
第一课时
长江三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽 工程，它具有防洪、发电、航运等巨大的综 合效益，提供大量的清洁能源。
2001年我国发电量构成图
火力发电厂能量 转化： 化学能→热能→ 机械能→电能。 资料：若用火力 发电每年可向空 气中排放二氧化 碳1亿吨，二氧化 硫200万吨，一氧 化碳1万吨，氮氧 化合物37万吨， 工业废渣约1200 万吨以上。
2.
如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在 盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4 溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；
必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时原电池
巩固练习
请同学们根据原电池的原理，指出下列 原电池的正极与负极分别是什么？写出电极 反应方程式和总反应方程式。
相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的 稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要 求你设计实验来证明你的观点，你的实验方 案是怎样的？证据和结论又是什么？
病例分析
病例分析
你能为她开一个药方吗？
必发生 失电子 的 氧化反应
必发生 得电子 的 还原反应
原电池
2、活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电 池的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受 外线路提供的电子→原电池的正极。
电极 材料 Zn片
现象
电子 得失
电极反应
原电产 生
Zn－2e-＝ Zn2+ 2H++ 2e-＝ H2↑
【实验一】 分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中, 观察现象。
【实验二】 再用导线把锌片和铜片连接起来， 观察铜片上有无气泡产生？ 在导线中间接入一个电流表， 观察电流表的指针是否偏转?
A
原电池原理 一、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.
问题探究 你能找到原电池 的正负极吗?
“负极出电子，电子回正极”
负极
Cu片
得
正极
总的离子反应方程式
Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
形成原电池要具备哪些条件？
Zn—Zn与稀硫酸进行实验.
Zn—石墨与稀硫酸进行实验.
Fe—Zn与稀硫酸进行实验.
Cu—Zn与乙醇进行实验.
Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验.
Cu—Zn与两个西红柿进行实验.
Cu—Zn与橙汁进行实验.
化学2学案：第二章第二节化学能与电能第1课时含解析
第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能问题导学一、原电池的基本知识活动与探究1①⑦（1）以上实验各装置是原电池的有______________________。
通过对比，你能总结出构成原电池的条件吗？ （2)上述实验中Zn 均为纯锌，若用了粗锌(比如含C ）,试分析对哪些实验有明显影响？可能会有什么影响？知识要点示例概念 将化学能转化为电能的装置Zn ＋C2e －uSO 4===Cu ＋ZnSO 4 实质氧化还原反应构成条件①两个电极②电解质溶液 ③“两极”“一 液”连成回路电极构成 负极：还原性相对较强的材料 正极：还原性相对较弱的材料 Zn 片为负极 Cu 片为正极电极反应负极：失去电子，氧化反应 正极:得到电子,还原反应 负极：Zn －2e －===Zn 2＋ 正极:Cu 2＋＋2e －===Cu 电子、电 流流向 外电路：电子由负极流向正极，电流方向相反 内电路：阴离子移向负极,阳离子移向正极外电路：电子由Zn 极经导 线流向Cu 极内电路:24SO 、OH －移向Zn极；Cu 2＋、Zn 2＋移向Cu 极 电池中的 总反应式 两个电极反应式加合,即得反应总式负极：Zn －2e －===Zn 2＋ 正极：Cu 2＋＋2e －===Cu 总反应式:Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋＋Cu重要应用 ①制作电池②防止金属被腐蚀③增大化学反应速率①制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池②用粗锌代替纯锌制取H 2,反应速率大③Fe 与Cu 相连接，处于电解质溶液中的Cu 受保护下面关于原电池的说法,正确的是（ ) A ．在正极上发生氧化反应B ．化学性质较活泼的一极为负极C ．在外电路中电子流出的一极为正极D ．原电池是把电能转变为化学能的装置 二、原电池的设计方法 活动与探究2 原电池的设计根据已具备的氧化还原反应知识和原电池的知识,利用下列实验用品，你能设计出一套电池装置吗?实验用品：镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、手电筒用小灯泡（或发光二极管)、果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)、500 mL 烧杯。
《化学能与电能》第一课时教学设计(教案)
《化学能与电能》教学设计【教材分析】本节内容是重要化学反应原理知识，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识，同时本节内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关，知识的重要性决定了本节学习的重要性。
本节内容主要分为三部分，内容清晰：火力发电、原电池实验探究（包括概念、工作原理、组成集创造性应用）和技术产品（各种化学电源的设计、工作原理和应用），其中第二部分是重点也是难点，是本节内容的核心部分，应当重点介绍，第三部分中的燃料电池是生活中的新产品，可用于学生扩充视野，提高分析问题解决问题能力典型材料。
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。
本节《化学能与电能》部分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。
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，如新课引入的演示实验2-4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；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，又通过“科学探究”和“思考与交流”，自己探究讨论归纳出“组成原电池的条件”。
同时，电池发明史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2-4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。
高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时原电池-化学能转化为电能》课件
Cu-Zn原电池 Zn片上Zn溶解，Zn 失电子，发 生 氧化反应。 可表示为：
Zn： Zn－2e=Zn2+
Cu片上产生气泡，H+ 得电子，发生 还原 反应。 可表示为：
Cu：2H++2e=H2↑
定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极， 负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极， 正极发生还原反应。
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指 针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过。
实验结论:
1.该装置实现了将__化__学__能转化为_电____能。 2.该装置的化学反应本质是:_氧__化__还_原__反__应_____.
2. 原电池
定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原 电池。
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料 与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项 中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原 电池的构成条件。
例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列 叙述中正确的是（ C ） a. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的 属 b. 正极上发生还原反应，一定产生气体 c. 电子流出的一极为负极 d. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 解析：a错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可 以是两种不同 属，也可以是一种 属、一种非 属。b错，原电池中正极上 发生还原反应，但不一定产生气体。c对，原电池中电子流出的一极为负 极，电子由负极流向正极。d错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向 负极移动。
2020高中化学人教版必修二教师用书：2-2-1 化学能与电能 Word版含答案
姓名，年级：时间：第二节化学能与电能第一课时化学能转化为电能一、一次能源和二次能源二次能源中的电能是应用最广泛，使用最方便，污染最小的能源。
二、化学能转化为电能1．燃煤发电的能量转化（1）过程：化学能错误!热能错误!机械能错误!电能(2）化石燃料的燃烧（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（2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置（3)铜锌原电池工作原理电池总反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
（4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应.(5）构成原电池的条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
①两个活动性不同的电极(或一个为金属，一个为能导电的非金属）电极。
②具有电解质溶液。
③形成闭合回路。
1．正误判断（1）HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池（）(2）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（）（3)原电池中阳离子向正极移动 ( ）(4）原电池中的负极反应一定是电极材料失电子（)（5)把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快( )［答案] （1)×（2）×（3）√（4）×(5）√2．下列叙述不正确的是( )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．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程D．在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化[答案］A3．下列设备工作时,将化学能转化为电能的是( )［答案］C4．(1)下列装置属于原电池的是________。
（2)在选出的原电池中，________是负极，发生________反应，________是正极，该极的现象是________________.（3)此原电池反应的化学方程式为______________________。
第二章第2节化学能与电能第一课时的教学反思
第二章第2节化学能与电能〔第—课时〕的教学反思总算顺利完成“2023年高中化学课堂教学评比〞课，一下子觉得轻松多了。
心里充满了感谢之情，感谢羊文俊主任对我的信托，给了我参赛的时机，感谢林高曼恩师的殷勤指导，感谢化学组全体老师的援助和提供的宝贵建议，感谢乐东中学的培植，感谢省研训组织的活动，感谢屯昌中学能提供那么齐全的实验用品，感谢屯昌中学高一〔1〕班A组同学们的积极配合。
当拿到比赛课题的时候，有点失措，屯昌中学使用的是人教版，而我们使用的是鲁教版，鲁教版的教材对这节课的讲解甚少，经过反复思考，要符合学生的实际情况，我决定购置人教版的教材，利用人教版的教材上这节课。
上完这节课，我有以下几点反思：1.需要钻研教材有一个评委专家说“教材的顺序不等于教学的顺序，教材的内容不等于教学的内容〞，这句话让我获益匪浅，如哪里理好教材与教学的关系是一个关键点。
先好好研究教材中这节课的内容，并思考这些问题：哪些内容是学生可以自主学习的，交给学生自己完成。
哪些内容是次要的，只需要点到即可。
哪些内容是本节课的重点，需要如哪里理。
那些内容是难点，需要如何突破。
还要依据考试大纲，高考考点，学生的情况，进行归纳整理出所需要教学的内容。
再设计整节课的框架和主要的路线。
对于化学能与电能这节课，我认为前面关于能量的各种介绍可以交给学生自学，原电池的概念是次要，原电池的工作原理及原电池的构成条件是重点，原电池的工作原理是难点，如何让学生深刻的理解，需要引导，深刻的分析。
我设计的主线思路为：引课引导分析原电池的工作原理学生实验探究并悟出原电池的构成条件检测课堂效果清楚了整体的框架及主要的路线后，我不断地思考，如何才能让每一个环节尽显风采，又环环紧扣，需要在每一个环节上苦下工夫。
2.需要精心设计教案、课件、导学案我依据整体的框架及主要的路线，设计出教案，并且不断反复地修改，再让林高曼导师过目并且给出建议。
再依据教案设计出相对应的课件及导学案。
化学能与电能公开课课件
第二节 化学能与电能
（第1课时）
电
二次能源:是指由一次 能源经过加工转换以 后得到的能源
火力发电
风能
电能
水能
一次能源 自然界中以 原有形式存 在的、未经 加工转换的 太阳 能量资源 能
化学能
2001年我国发电总量构成图
火电站工作原理示意图
若每个环节的能量转 思考：通过一种装置将化学 化效率为60%，则最 能直接转化为电能？ 终的总能量利用率 为 21.6% 。
实验探究一
1、将锌片和铜片用导线连接，中间接入一个灵敏电 流计，插入盛有稀硫酸的容器中，你看到什么？ 2、若将锌片和铜片直接用导线连接，插入盛有稀硫 酸的容器中，你会看到什么 ？
Zn
Cu
Zn
Cu
图1
稀硫酸
图2
实验分析
Zn 图1 Cu Zn Cu
稀硫酸
图2
1. 为什么Cu片上有气体生成？
2. 为什么电子通过导线流向铜片？
实验探究二：构成原电池的条件
思考：要构成原电池，对电极及溶液有何要求？ ①有两种活动性不同的金属（或 一种是非金属导体）作电极
②电极材料均插入电解质溶液中 （能自发进行氧化还原反应） ③两极（用导线）相连形成闭合 电路
将铝丝和铜丝插入水果中，连上电流计。
原电池的雏形
1780年，意大利的
医学家伽伐尼在偶 然的情况下，以铜 制的解剖刀碰触到 置于铁盘內的青蛙， 发现其立刻产生抽 搐现象，因而认为 有微电流流过。
第一个电池的诞生
伏打电堆
1799年，科学家伏打（伏特）以含食盐水的 湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成 圆柱状，制造出最早的电池－伏打电池。
新人教版高一化学必修第二册第六章第一节《化学反应与能量变化》第3-5课时 化学能与电能 教学课件
负极：Fe－2e-＝Fe2+
⑤ (√)
正极： Cu2++2e-＝Cu
总反应：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
7、原电池工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+ Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（氧化反应） （还原反应）
(x)
SO42—
H+
H+
H+
H+
SO42－
(x)
练习1. 下列装置中能够组成原电池产生电流的是( B )
解析 A项，两个电极都是Cu，不能构成原电池，错误；B项，符合 构成原电池的条件，正确；C项，Zn、Cu两个电极分别置于两个分离的 烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电 解质，不能构成原电池，错误。
(2)Al-Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极； 而若把NaOH溶液换为浓HNO3，则Cu作负极。
原电池正、负极判断
6、原电池电极反应式的书写
电极反应式的一般书写程序:
负极： 还原剂—ne- = 氧化产物
正极： 氧化剂 + ne- = 还原产物
明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的 离子是否共存。 若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反 应式。 再根据质量守恒和电荷守恒配平。
(2)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 电解质溶液到达锌吗？
答：电子只能在两极和外电路中流动，不能进入溶液，在溶液中是 阴阳离子的定向移动。
(3)原电池内部阴、阳离子是如何移动的？原因是什么？ 答：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。这是因为负极 失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大 量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该 极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近阴离 子数目相对增多，带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极
化学能与电能 第一课时
本题考查电化学及铁的化合物的知识。把Cu与FeCl3 溶液反应设计为原电池，Cu作负极、惰性电极石墨作正极， FeCl3溶液为电解质溶液。
两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池， 但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属，例如锌和 石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活泼金 属中的电子流向不活泼的金属，因此活泼的金属是负极。但电 子不能通过电解质溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外
导线转移过来的电子。铜锌原电池工作时，锌失电子，电极反
X能把Z从其硝酸盐溶液中置换出来，说明X的活泼
性强于Z；X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，说明Y的
活泼性强于X，故正确答案为C。
3.燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中 把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应是： X极：1/2O2(g)+H2O(l)+2e-====2OHY极：H2(g)+2OH--2e- ==== 2H2O(l) 下列判断正确的是 ( D ) A.X是负极 B.Y是正极 C.Y极发生还原反应 D.Y极发生氧化反应 根据电极方程式可知，X极发生还原反应，是正 极；Y极发生氧化反应，是负极。
【例1】下列叙述是某同学做完铜锌原电池实验后得出的结论 和认识，正确的是 （ D ） A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B.由铜锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中，铜是 负极 C.电子通过硫酸溶液由锌流向铜，通过硫酸溶液时被氢 离子得到而放出氢气 D.铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有 0.4 mol电子通过
化学能与电能第一课时必修2
原电池的氧化还原反应分别在 • 反应部位 两个电极上发生
• 反应速率 原电池反应速率快
• 能量变化 原电池将化学能 转变为电能
【问题探究】 整个装置是如何形成电流的闭合回路的? 溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？ Zn 负极 正极
Cu
外电路
Zn2+
-
静电作用 Zn2+
H+ SO42-
2+ Zn Zn2+ Zn2+
化学能与电能
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 为电力。
我们身边的电器
都需要电
电从何而来
化学能与电能的相互转化
估计在2050年火电仍居首位
火电，又称为 火力发电。那 么，火究竟是 如何转化为电？
2001年我国发电总量构成图
1、火力发电的原理分析。
化学能
• 问题探究1：以Cu-Zn原电池为例说明原电池的工作原 理 • 原电池概念：将化学能转化为电能的装置。 • 2、原电池化学反应本质是氧化还原反应，将一个能 自发进行的氧化还原反应进行拆分，使氧化反应和还 原反应分别在负极和正极发生。 • 3、以电解质溶液的页面为界，界面以上的部分称为 外电路，界面以下的部分称为内电路。 • 4、较活泼的金属做负极，发生 氧化 反应，较不活泼 的金属做 正 极，发生 还原 反应。 • 5、正、负极的规定：负极是电子流出的极，正极是 电子流入的极 • 6、电子的流向：在外电路，电子由负极流向正极 • 7、电流的流向：与电子的移动方向相反，在外电路， 由正极流向负极 • 8、阴阳离子的移动方向：在内电路，阳离子向正极 移动，阴离子向负极移动
练 习
判断下列哪些装置构成了原电池？若不 ⒈是，请说明理由；若是，请指出正负极 名称，并写出电极反应式.
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2、原电池装置为何可以产生电流？ • 当使用电极，导线后，氧化反应和还原反应被分开，
得失电子的过程和电子的转移就表现出来了，因而得 到了电流。
3.原电池的工作原理(以Zn|H2SO4 |Cu原电池为例) ：
得2e- 还原反应
原电池反应: 2H+
化学能
电能
思考：
1.电子的定向移动形成电流，我们能否在 氧化剂与还原剂之间架设桥梁，将电子移 动过程中产生的电流利用起来？
2.若要实现上述想法，你能否用铜片、锌片、 稀硫酸、电流表等设计一个看能否产生电流的 装置，画出其装置图，并通过实验验证。
①
Zn
Cu
②
Zn
Cu
稀硫酸
稀硫酸
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①：锌片上有气泡；铜片上没有气泡
优点：1、我国煤炭资源丰富廉价方便
2、电能清洁安全，又快捷方便，节省时间
缺点：1、排出大量温室效应气体（CO2） 和废气（SO2），能导致酸雨
2、产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液
3、能量转化效率低，储量有限。 火力发电要经过一系列能量转换才能
将化学能转换为电能，能否发明一种装置
将化学能直接转化为电能呢？
一、化学能与电能的相互转化
2001年我国发电总量构成
利用煤、石油、天然 气等自然界蕴藏极为 丰富的化石燃料来发
电称为火力发电。
1990-2005年全国火力发电量占全国发电总量比重变化
估计在2050年火电仍居首位
1、火力发电的原理分析
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能
火力发电的优点与缺点：
Zn
处方你开好了吗？
由于金与铁（钢的主要成分）是活 动性不同的良种金属，唾液中含有 电解质，故构成原电池，产生了微 小的电流，使得格林太太头疼，因 此必须换掉其中的一个颗牙
练习：
下列各装置能否形成原电池反应？
Cu
Cu
Zn
Cu
Zn Cu
Cu
Ag
X H2SO4
√H2SO4
酒X精
√AgNO3
Cu
Zn
Cu
Zn
Cu Zn
X
CuSO4 ZnSO4
√ CuSO4 ZnSO4
√ H2SO4
有下列材料：Al片（2片）、Cu片（2 片）、导线、水果 （西红柿、苹果等 ）、电流计，请设计一个装置使电流 计指针发生偏转，并画出设计草图。
总反应式：2H+ +Zn = H2↑ +
形Z成n条2+ 件四： 能自发发生的氧化还原反应
4、构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或一种是非 金属导体。如：石墨）作电极
构成条件 ②有电解质溶液；
③电极间构成闭合电路；
④负极能与电解质自发进行的氧化还原反应
即：两极一液一连环，负极氧化正极还
注意:没有氧化还原反应,就不可能有原电池,换句话说, 氧化还原反应, 可以设计成原电池
4、电流表为什么会发生偏转？
因为有电流通过
？ 电子从何而来
有电子的定向移动 Zn失去电子经导线传给Cu
5、从能量变化的角度分析这是什么装置？
化学能转变成电能的原电池装置
一、原电池 1.原电池的概念:把化学能转化为 电能的装置。
普 通 干 电 池
纽 扣 电 池
蓄 电 池
2、本质：氧化还原反应
思考
1、为何以前所学的氧化还原反应不会产生电流？
正极：较不活泼的金属、石墨等
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二： 电极需插进电解质 溶液中
实验探究形成原电池的条件
（不可以） 形成条件三：必须形成闭合回路
正极（Cu片）:2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应
试
负极（ Zn片）：Zn- 2e- = Zn2+
一
氧化反应
试
将两电极反应式相加可得到?
[结论]工作原理:在两电极分别发生氧化还原反应，将化学 能转变为电能.
讨论：
通过刚才的实验我们可以体会到,化学 能在原电池装置中可以直接转化为电能, 那么,符合什么条件的装置才能构成原 电池呢?
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
形成条件一：活泼性不同的 两个电极
（不可以） 负极：较活泼的金属
②：铜片上有气泡 ；锌片溶解；电流 表指针发生偏转
思考
1、铜片上为什么有气泡？
溶液中H+在铜片上得到电子，生成H2，因而有气泡
2、Zn片的质量有无变化？溶液中[H+] 如 何变化？
Zn片的质量减小，溶液中的 [H+] 也在减小
3、写出Zn片和Cu片上变化的离子方程式
Zn片上：Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应 Cu片上：2H++2e-=H2↑ 还原反应
新课标人教版化学必修Ⅱ
第二章 第二节化学能与电能
有些人把能源分为一次能源和二次能 源，请问下列能源属于那一类呢？
水能
风能
石油
电能
原煤
天然气 蒸汽
一次能源：直接从自然界取得的能源， 例如流水、风力、原煤、石油、天然 气、天然铀矿等。
二次能源：一次能源经过加工、转换得 到的能源，例如电力、蒸汽等。
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，又称为电力。
正极
+
Zn = H2↑ + Zn2+ 负极失2e- 氧化反应
e-
Zn-2e=Zn2+
氧化反应
e-
Zn Cu
e-
现象:锌片逐渐
(负) (正)
外电路
2还H原++反2溶大应e：
负极
氧化反应
电子流向 电流流向
SO42- H+
稀硫酸
正极
还原反应
内电路
内电路：
阴离子向负极移 动,阳离子向正极 移动