第二节 第一课时 化学能与电能.docx

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第二节第一课时化学能与电能

第二章化学反应与能量

第二节化学能与电能

第一课时

教学目标

1．初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

2．引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

3．使学生形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。

教学重点：

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

教学难点：

通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质

教学过程：

【导入新课】

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，大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作。

【实物展示】

【设问】

以上器材都以什么作能源？

（电能）

【讲述】

电能是使用最广泛、最方便、污染最小的二次能源（见资料卡片）。

直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然矿产等。

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。

在化学反应中化学能的变化通常表现为热量的变化，即化学能转化成热能。

那么，物质中的化学能在什么条件下直接转化为电能？

又是如何转化的呢？

【板书】

第二节化学能与电能

一、化学能与电能的相互转化

【投影】

长江三峡水利枢纽工程是我国具有防洪、发电、航运等综合效益的特大型工程，枢纽主要建筑物由大坝、电站、通航等建筑物三大部分组成，泄洪坝段位于河床中部，两侧为发电站。

三峡工程位于中国湖北省宜昌市三斗坪,是世界最大的水利枢纽工程，大坝为混凝土重力坝，坝轴线全长约为2309米，水库正常蓄水位175米,总库容393亿立方米。

【设问】

为什么我国要建设三峡水电站？

长江三峡水电站建设具有什么重要意义？

【回答】

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。

【讲述】

那么，火力发电与水力发电各有什么利弊呢？

下面看一下我国2001年发电量构成图，分析一下火力发电利与弊。

要素：

（1）电力在当今社会的应用和作用。

（2）我国目前和未来发电总量构成。

（3）火力发电的原理分析。

（4）火力发电对环境的污染

（5）燃烧的氧化还原反应本质。

【投影】2001年我国发电量构成图

【讲述】

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。

【板书】

1.火力发电厂能量转化：

化学能→热能→机械能→电能。

【讲述】

火力发电厂能量转化：

化学能→热能→机械能→电能，再来看一下火电站工作原理示意图：

【设问】

燃烧反应是否是氧化还原反应？

氧化还原反应的本质又是什么？

（氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起化学键的重新结合，伴随体系能量的变化。

如煤燃烧、铝与盐酸反应放热等。

）

【思考与交流】

能否将化学能直接转化为电能？

【实验2-4】

我们已经学习了有关金属的一些知识，了解了锌和铜的性质。

锌是比较活泼的金属，能溶于稀硫酸，铜是不活泼金属，不溶于稀硫酸。

如果我们把锌片和铜片连接在一起，同时放到稀硫酸中，会发生什么现象呢？

下面我们做这个实验。

【提问】

大家看到了什么现象？

（电流计指针发生偏转，说明导线中产生了电流。

）

【讲述】

把锌片和铜片的上端连接在一起，放入稀硫酸中，在导线中有电子流动，构成一个小电池，我们叫它原电池。

下面我们就来研究原电池的原理及其应用。

由于锌和铜的活动性不同，锌容易失去电子，被氧化为Zn2+进入溶液，溶液中的H+从铜片获得电子被还原为氢原子，氢原子再从铜片上逸出。

这一过程反应如下：

【板书】

锌片：

Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应）

铜片：

2H++2e－＝H2↑（还原反应）

电子由锌片经导线流向铜片

【讲述】

我们知道，物质发生反应时，常伴有化学能与热能、光能等的相互转化。

例如，镁条在空气中燃烧的化学反应，伴有放热、发光等现象。

这说明化学能转变为热能和光能。

那么，我们做的以上实验是化学能转变为哪种能呢？

（化学能转变为电能）

这种化学能转变为电能的装置叫做原电池。

【板书】

原电池的定义：

化学能转变为电能的装置。

【讲述】

这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打

捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池------伏打电池。

【动画】模拟原电池两极的氧化还原反应

【小结】

【引导思考】

原电池的两极材料如何选择呢？

【科学探究】

原电池的构成条件探究。

实验目的：

使学生学会控制实验条件的方法。

活动形式：

学生分组实验。

实验类型：

对比实验。

探究要求：

1.组织学生根据实验用品，如Zn、Cu、石墨棒、Fe、稀硫酸、乙醇、CuSO4溶液、

ZnSO4溶液，导线、西红柿（或其他水果）、电流计等自己设计对比实验。

2.让学生设计表格整理实验信息，然后将化学事实用化学式表达出来。

实验过程：

【活动总结】

经过对几种原电池的研究后，总结出原电池两极的判断方法：

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。

【板书】

2．组成原电池的条件

　　①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极

　　②电极材料均插入电解质溶液中

　　③两极相连形成闭合电路

【课堂练习】

X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。

X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（　）

A．X＞Y＞Z　B．X＞Z＞Y　C．Y＞X＞Z　D．Y＞Z＞X

【小结】

【布置作业】

【板书设计】

第二节化学能与电能

一、化学能与电能的相互转化

1．锌片：

Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应）

　铜片：

2H++2e－＝H2↑（还原反应）

　电子由锌片经导线流向铜片

原电池的定义：

化学能转变为电能的装置。

2．组成原电池的条件

①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极

②电极材料均插入电解质溶液中

③两极相连形成闭合电路