陜西省石泉縣高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.2 化學(xué)電源教案 新人教版選修4.doc

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4.2化學(xué)電源 課標(biāo)依據(jù) 了解電池的一般分類,.掌握幾種典型電池的用途和特點(diǎn). .掌握幾種典型化學(xué)電池的電極反應(yīng)化學(xué)電池的反應(yīng)原理 教材分析 前一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。本課時(shí)主要是讓學(xué)生了解幾種常見(jiàn)的化學(xué)電源在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；通過(guò)堿性鋅錳電池、蓄電池和燃料電池進(jìn)一步理解原電池的概念和原理；了解化學(xué)電源的發(fā)展以及電池對(duì)環(huán)境造成的污染，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。 學(xué)情分析 前的第一課時(shí)學(xué)習(xí)了：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。由于學(xué)生之前沒(méi)有電化學(xué)的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度。 三維目標(biāo) 知識(shí)與能力 了解一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用；會(huì)判斷電池的優(yōu)劣。 過(guò)程與方法 本設(shè)計(jì)以開(kāi)放式教學(xué)為指導(dǎo)思想，輔助以視頻、討論、歸納等手段，讓學(xué)生在不斷解決問(wèn)題的過(guò)程中，建構(gòu)理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)際分析、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 認(rèn)識(shí)化學(xué)電源在人類生產(chǎn)、生活中的重要地位；了解環(huán)境保護(hù)在生產(chǎn)生活中的重要作用。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，信息搜集處理能力及團(tuán)隊(duì)合作精神。 教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn) 化學(xué)電池的反應(yīng)原理是教學(xué)難點(diǎn) 教法 與 學(xué)法 通過(guò)學(xué)生參與收集有關(guān)一次電池、二次電池、燃料電池的材料，視頻展示、課堂討論交流以及聯(lián)系前面所學(xué)知識(shí)，將各類電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、反應(yīng)原理、性能、以及適用范圍進(jìn)行歸納總結(jié)，讓學(xué)生主動(dòng)對(duì)化學(xué)電池的反應(yīng)原理進(jìn)行建構(gòu)。 信息技術(shù)應(yīng)用分析 知識(shí)點(diǎn) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 媒體內(nèi)容與形式 使用方式 媒體來(lái)源 課程導(dǎo)入 了解一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理 PPT 教師播放 下載 電池的分類及介紹 掌握一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用；會(huì)判斷電池的優(yōu)劣。 電子白板 （特效交互功能） 教師演示 教師制作 課堂小結(jié) 認(rèn)識(shí)化學(xué)電源在人類生產(chǎn)、生活中的重要地位；了解環(huán)境保護(hù)在生產(chǎn)生活中的重要作用 視頻展示 教師播放 教師制作 教 學(xué) 活 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 師生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 批注 一、復(fù)習(xí)原電池相關(guān)知識(shí) [引入]1、討論交流如果沒(méi)有電池我們的生活會(huì)變成什么樣？ 2、引導(dǎo)以Cu-Zn 原電池為例讓學(xué)生回顧有關(guān)原電池的知識(shí)。 【學(xué)生思考、討論】 1．構(gòu)成原電池的條件 2．原電池的原理（以Cu-Zn 原電池為例） 負(fù)極（Zn）：Zn – 2e = Zn 2+ 正極（Cu）：2H+ +2e = H2↑ 總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2↑ 二、引入伏打電池 【視頻展示】 電池的歷史和伏打電池 【學(xué)生討論總結(jié)】 伏打電池有什么缺陷？ 電解質(zhì)為硫酸溶液，不便于攜帶，伏打電池工作持續(xù)性差不能夠推廣使用 分析伏打電池的缺陷 【提問(wèn)】 如果你是伏打，你想如何對(duì)你的電池進(jìn)行改進(jìn)？ 【討論交流】…… 【匯報(bào)結(jié)果】 ① 將電解質(zhì)制成固體；開(kāi)發(fā)高能電池 培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力 導(dǎo)入堿性鋅錳電池 【視頻展示】 堿性鋅錳電池的構(gòu)造 【提問(wèn)】 堿性鋅錳電池的反應(yīng)原理 【學(xué)生討論交流】 電極反應(yīng)： 負(fù)極：Zn(s)+ 2OH-(aq) -2e- = Zn(OH)2(S) 正極：2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq) 總反應(yīng)： Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(S) 分析討論堿性鋅錳電池優(yōu)缺點(diǎn) 【要求學(xué)生交流】堿性鋅錳電池的主要的性能、使用范圍，應(yīng)用前景以及缺陷等方面的知識(shí)。 【匯報(bào)總結(jié)】?jī)?yōu)點(diǎn)：比普通電池性能好，它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均由提高，適用于大電流和連續(xù)放電，是民用電池的升級(jí)換代產(chǎn)品。缺點(diǎn)：放電完了，不能再用 引入蓄電池，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論其反應(yīng)原理 導(dǎo)入二次電池 【視頻展示】 鉛蓄電池的構(gòu)造 【提問(wèn)】 鉛蓄電池電池的反應(yīng)原理 【匯報(bào)交流】電極反應(yīng)：(放電時(shí)) 可以自發(fā)進(jìn)行 負(fù)極：Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s) 正極：PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l) 總反應(yīng)：Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l) 電極反應(yīng)：(充電時(shí)) 不能自發(fā)進(jìn)行 陰極：PbSO4(s)+ 2e- = Pb(s)+ SO42-(aq) 陽(yáng)極：PbSO4(s) + 2H2O(l) - 2e- = PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42- (aq) 總反應(yīng)：2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq) 學(xué)生進(jìn)一步分析討論蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn) 【要求學(xué)生討論】蓄電池在應(yīng)用中存在的優(yōu)缺點(diǎn)。 【匯報(bào)總結(jié)】?jī)?yōu)點(diǎn)：電壓穩(wěn)定，使用方便，安全可靠，價(jià)格低廉，可多次重復(fù)使用。 缺點(diǎn)：比能量低，笨重，廢棄電池污染環(huán)境 學(xué)生討論交流形電池對(duì)環(huán)境造成的污染 展示資料幻燈片： 對(duì)自然環(huán)境威脅最大的五種物質(zhì)：鉻、鎘、銅、鉛、汞及對(duì)人類造成的危害； 干電池的負(fù)極材料：鋅汞齊，1節(jié)1號(hào)干電池會(huì)使1 m2的土地永久實(shí)效，而僅我國(guó)一年就生產(chǎn)各種電池上億節(jié)。 學(xué)生相互交流上述各種電池的共同缺陷【提出問(wèn)題】： 上述各種電池的共同缺陷是什么？如何改進(jìn)？ 分析： 干電池中的汞、蓄電池中的鉛、鎘，三種金屬都是對(duì)自然環(huán)境威脅最大的物質(zhì)，都會(huì)造成環(huán)境污染 引入燃料電池，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論其反應(yīng)原理 【視頻導(dǎo)出】 燃料電池，展示氫氧料電池，分析其反應(yīng)原理 酸性介質(zhì)電極反應(yīng)： 負(fù)極：2H2 - 4e- = 4H+ 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O 堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)： 負(fù)極：2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O 正極：O2 + 2H2O + 4e-=4OH- 總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O 學(xué)生進(jìn)一步分析討論燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn) 【提出問(wèn)題】： 燃料電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ 【匯報(bào)總結(jié)】?jī)?yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高；可組合成燃料電池發(fā)電站，廢棄物少，噪音低。 缺點(diǎn)：輸出電壓低，需串聯(lián)使用，體積較大；需連續(xù)供給反應(yīng)物，排除生成物，附屬設(shè)備多 引導(dǎo)學(xué)生探討電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)未來(lái)的電池的設(shè)想?！緦W(xué)生討論】 電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)什么？ 你設(shè)想未來(lái)的電池應(yīng)該具有那些特點(diǎn)？ 【引領(lǐng)學(xué)生完成課堂總結(jié)】 從復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，引出原電池在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 學(xué)會(huì)分析化學(xué)理論和實(shí)際應(yīng)用的差別，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力 培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題 理解事物都具有兩面性，培養(yǎng)學(xué)生合作探究的能力 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)研究實(shí)際問(wèn)題能力 培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和歸納能力 培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí) 學(xué)生會(huì)書寫不同條件下氫氣燃料電池的電極反應(yīng) 培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和歸納能力 通過(guò)“總結(jié)”提升學(xué)生認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)能力 當(dāng)堂檢測(cè) 有效練習(xí) 1．下列有關(guān)化學(xué)電池的說(shuō)法中正確的是( ) A．化學(xué)電池只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．燃料電池能將全部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．鋅銀電池比能量大，電壓穩(wěn)定，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng) D．一次電池包括干電池和蓄電池 2．已知蓄電池在充電時(shí)作電解池，放電時(shí)作原電池。鉛蓄電池上有兩個(gè)接線柱，一個(gè)接線柱旁標(biāo)有“＋”，另一個(gè)接線柱旁標(biāo)有“－”。關(guān)于標(biāo)有“＋”的接線柱，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．充電時(shí)作陽(yáng)極，放電時(shí)作正極 B．充電時(shí)作陽(yáng)極，放電時(shí)作負(fù)極 C．充電時(shí)作陰極，放電時(shí)作負(fù)極 D．充電時(shí)作陰極，放電時(shí)作正極 作業(yè)布置 績(jī)優(yōu)學(xué)案及配套檢測(cè)卷相關(guān)練習(xí) 板書設(shè)計(jì) 第二節(jié) 化學(xué)電源 一、復(fù)習(xí)原電池 1．構(gòu)成原電池的條件 2．原電池的原理 二、堿性鋅錳電池 電極反應(yīng)： 負(fù)極：Zn(s)+ 2OH-(aq) -2e- = Zn(OH)2(S) 正極：2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq) 總反應(yīng)：Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(S) 三、鉛蓄電池 電極反應(yīng)：(放電時(shí)) 可以自發(fā)進(jìn)行 負(fù)極：Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s) 正極：PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l) 總反應(yīng)：Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l) 電極反應(yīng)：(充電時(shí)) 不能自發(fā)進(jìn)行 陰極：PbSO4(s)+ 2e- = Pb(s)+ SO42-(aq) 陽(yáng)極：PbSO4(s) + 2H2O(l) - 2e- = PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq) 總反應(yīng)：2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq) 四、氫氧燃料電池 1、酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)： 負(fù)極：2H2 - 4e- = 4H+ 正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O 2、堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)： 負(fù)極：2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O 教學(xué)反思 1．本節(jié)課通過(guò)復(fù)習(xí)原電池結(jié)合學(xué)生已知道的電池，讓學(xué)生相互交流總結(jié)了幾種常見(jiàn)的化學(xué)電源在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；通過(guò)堿性鋅錳電池、蓄電池和燃料電池進(jìn)一步理解原電池的概念和原理；了解化學(xué)電源的發(fā)展與環(huán)境污染，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。本課時(shí)充分體現(xiàn)以學(xué)生的“學(xué)”為中心的教學(xué)方式，且有利于學(xué)生掌握和理解本節(jié)知識(shí)。 2．本節(jié)課講授的電池，其種類繁多、用途廣泛不宜講得太繁雜。對(duì)感興趣的學(xué)生可以讓他們自己去進(jìn)行課外閱讀以加深對(duì)化學(xué)電源有更深層次的了解。 備注 1.主備教案的內(nèi)容全部用小四宋體字，二次備課的內(nèi)容中要?jiǎng)h除的內(nèi)容將字的顏色改為紅色（不要真刪除），自己添加的所有內(nèi)容用宋體藍(lán)色字。 2．命名格式要求：序號(hào)、章、節(jié)、名稱(課時(shí))。如：【1】28.1銳角三角函數(shù)(1)。