第三节 化学反应的利用 教案.doc

菏泽市教学能手

评选教案（刘俊兰）

A
Zn
Cu
SO42－
H+
H+

2015-4- 20

第三节 化学反应的利用教案（第2课时）

一、教材分析
（一）知识脉络
本节教材首先以氯气的实验室制法为例，让学生体会怎样利用化学反应制备新物质的一般思路，并总结曾经学过的常见物质的制备方法。第二部分承接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和认识的双重任务。
（二）知识框架
化学反应的利用
确定物质的组成、结构，测定物质有关组分的含量
为人类提供能源
制造新物质
如何利用化学反应制造新物质
如何将化学能转化为电能
原电池的工作原理
物
质
变
化
能量
变化
案例：氯气的制取

（三）新教材的主要特点：
除了要求学生掌握“氯气的实验室制法”和“原电池的工作原理”等具体的知识点外，致力于培养学生从大视野、高观点、多角度了解化学在人类社会发展中的作用，以及化学研究的前沿。
二．教学目标（第2课时）
（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。
3、 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。
4、利用“追根寻源”、“资料在线”等拓展性栏目，为学生提供丰富的材料，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。
（二）过程与方法目标
1、通过“交流·研讨”，提高学生的分析、比较、综合的能力。
2、通过 “活动·探究”，培养学生的观察能力和分析解决问题的能力。
（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、提升学生对化学反应价值的认识，赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
三、教学重点、难点
怎样将化学能转化为电能。
四、教学准备
（一） 学生准备
1、预习 P50-52 “交流·研讨”与活动探究；
2、书写铝热反应化学方程式；锌与稀硫酸反应的化学方程式及离子方程式，并分析反应类型？
3、收集身边的废旧电池，思考生活、生产中能量的来源及利用。
（二） 教师准备
1、 教学媒体、课件；暖贴、西红柿等
2、 编制“活动·探究”活动报告及评价表。
五、教学方法
五步三查教学法、实验探究法，启发、讨论、对比
六、教学过程
（第2课时）

【引入】上节课我们利用化学反应制备氯气，请书写制备氯气的化学方程式（实验室、工业制法），并分析其反应类型。化学反应也可以向外提供能量，现在我们感知化学反应的神奇力量：演示镁条的燃烧、水果电池，这节课我们就学习化学反应为人类提供能源
【板书】二、化学反应为人类提供能源
首先明确学习目标及重难点：
在课前独学的基础上，进行对学和群学，以小组为单位，小组在组长的带领下合作学习，质疑纠错，确定大展示人员，完成的小组及时反馈给老师，然后我们要进行班内大展示，
展示人员声音要洪亮清晰，姿态要大方得体。
实验时要注意安全，特别是条件探究：要先设计实验，再实施实验，观察现象，得出结论。
通过检查学案，基本内容大多完成的很好。现在开始
教师巡视，关注各小组的展示状态，掌握学情，及时点拨，汇总问题，特别关注各组在班内大展内容
好现在我们进行大展示
能量组：（交流研讨一）
化学反应为什么会伴有能量变化？化学能可以转化为哪些形式的能量？
【投影】多种形式的能量
热能专家 ： “交流·研讨” 对教材50页的分析和整理。
【评述】即热饭盒的原理：1molMg(24.30g)和水混合产生的热量足可以把1L水从室温加热到100℃。焊接钢轨是铝与铁的氧化物反应时释放出大量的热，使生成的铁熔化成铁水。
即热饭盒能加热食物，铝热剂能焊接钢轨，都是化学反应过程中产生的能量以热能的形式释放出来，被人们所利用。
板书： 1、化学能与热能的转化
【思考讨论】
1.哪类化学反应可以将存储在物质内部的能量转化为热能？在你的周围有哪些化学能转化成热能的实例？为提高能量转化效率和热能利用率提供建设性的意见。预测将化学能转化为热能的应用前景。

2.通过氧化还原反应可以将存储在物质内部的能量转化为哪种形式的能量？
通过什么装置转化的？
【点评】让学生充分发挥想象，鼓励合理的方案。
【过渡】化学能不仅可以转变成热能，人们还可以转化成电能。
电池就是利用化学反应将存储在物质内部的能量转化为电能的装置。
【展示】展示学生收集的废旧电池。
【讲述】我们可以通过原电池的工作原理来认识化学能是如何转化成电能的。
【活动探究】P50
按要求完成以下实验，通过对实验现象的观察和分析初步了解原电池的工作原理。
【演示实验】图2-3-8。将铜片、锌片插入稀硫酸中，然后用导线将铜片、锌片连接起来，并接入一支电流表，观察发生的现象。
【观察、思考】你观察到了什么现象？你能从中得出什么结论？
【现象】锌片溶解，铜片表面有气泡产生；电流表指针偏转。
【学生分析】铜片质量未变化，锌和稀硫酸发生了反应。
【观察、思考】2.根据图2-3-9请尝试解释实验中发生的现象
【质疑】请尝试用氧化还原知识分析锌片、铜片上发生反应的情况。
【媒体演示】动画展示原电池的工作原理。

【引导学生分析】 在实验中，当把铜片和锌片同时浸入稀硫酸时，由于金属锌比金属铜活泼，锌原子容易失去电子被氧化成Zn2+进入溶液中，锌片上的电子通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子而被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。可见，原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。
【讲述】在原电池中电子流出的一极是负极（如锌片），电极被氧化，发生氧化反应；电子流入的一极是正极（如铜片），H+在正极上被还原。在铜锌原电池中，负极自身被氧化，而正极作为载体，溶液中的离子在正极上发生还原反应。
【板书】2、化学能与电能的转化
⑴原电池的反应原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属。
电子沿导线流向铜片
画图说明 原电池的工作原理 失
电极名称： 电
电子流向： 氧化反应 子 还原反应
电流方向： （负极）锌片 铜片（正极）
离子移动方向
锌片：Zn-2e- = Zn2+ (氧化反应)
铜片：2H+ +2e- = H2↑(还原反应) SO42- H+
交流研讨
让学生指出所收集的废旧电池的正负极。
【问题讨论】原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置，但是在原电池中，铜片参加反应吗？那么铜片的作用是什么？可以用其他金属或导体代替吗？稀硫酸可以用硫酸铜溶液代替吗？酒精可以吗？
小结：
当锌片和铜片同时浸入稀硫酸溶液时，由于锌原子失电子的能力强于铜的，当用导线将锌片和铜片连接起来时，锌原子失去电子被氧化成Ｚｎ２＋进入溶液，锌片上的电子通过导线流向铜片，溶液中的Ｈ＋从铜片获得电子而被还原形成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。从而会产生电流。不仅铜，任何与锌活泼性不同的金属，在电解质溶液中都能形成原电池，还可 以用导电的碳棒（石墨）来替代铜片，作为原电池的正极。
【引申】原电池装置中气体从铜片上放出，也说明了，原电池的反应比一般的化学反应速率快。
实验探究
原电池的形成条件 （锌片、铜片、铝片、碳棒、稀硫酸、硫酸铜溶液、酒精等）
实验一
１.构成原电池的电极材料

２.电解质溶液

３.闭合回路

小结：
1.必须自发、放能量的氧化还原反应
2.活波性不同的两极
3.两极要插入电解质溶液中
4.形成闭合回路
【点评】只要求学生初步了解原电池的反应原理。关于原电池的形成条件和电极反应式的书写在此处不做过深要求。
【过渡】这种原电池不能提供持续、稳定的电流，实际应用的电池的物质组成和内部结构比它要复杂得多。
【交流研讨】
观察所收集的电池的外观，初步分析电池的类型、用途，交流结果。
学生板书：
⑵电池的分类。
干电池（一次电池）：日常使用的锌锰电池
蓄电池（二次滇池）：汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池、锂电池
燃料电池：用于航天、军事领域。教材图2-3-10、图2-3-11。
【媒体投影】各种各样的电池。图２-3-１０、１１。
【介绍、投影】⑵电池的分类
① 干电池（一次电池）：日常使用的锌锰电池
② 蓄电池（二次滇池）：汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池、锂电池
③ 燃料电池：用于航天、军事领域。教材图2-3-10、图2-3-11。
【点评】让学生认识到生活中的电池是一种能源，以生活实际帮助学生理解和消化本节内容。
【阅读理解】教材52页第二段：化学能与光能之间的相互转化。
【板书】3、化学能与光能之间的相互转化。
【讲述】在现代科学技术领域，化学能与光能的相互转化是非常重要的研究课题，这方面的研究对于光化学电池、太阳能分解水制氢等高新技术的发展具有十分重要的意义。
【过渡】化学能以多种途径进行着转化，并直接参与到整个自然界的能量循环之中。人类生命活动所需要的能量，也是由营养物质在体内代谢过程中所发生的各种化学反应释放出来的。在能源问题备受瞩目的今天，化学科学将在能源的开发和利用方面发挥非常重要的作用。
【阅读思考】教材52页“资料在线”：合理利用化学能源、太阳能利用的前景、安全利用能源。图2-3-13、图2-3-14。
【讲述】人们不仅利用化学反应制造丰富多彩的物质、提供赖以生存的能量，还利用化学反应开发了各种分析技术来确定各种物质的组成、结构以及测定物质有关组分的含量等。例如，在农业生产和研究中，人们需要了解土壤中营养元素的种类及含量，以做到合理施肥，达到提高农业生产水平的目的；在病理诊断化验、药品质量鉴定、环境监测等领域，也都需要利用化学反应对样品进行分析。
投影
化学反应的利用
确定物质的组成、结构，测定物质有关组分的含量
为人类提供能源
制造新物质
如何利用化学反应制造新物质
如何将化学能转化为电能
原电池的工作原理
物
质
变
化
能量
变化
案例：氯气的制取
【总结】这两节课我们通过探究“氯气的制取”，学会了制取新物质的一般思路；通过探究“原电池的原理”，认识了化学能与电能间的相互转化。化学科学与人类文明和社会发展有着十分密切的关系。人们的吃、穿、用、行无不紧紧地依赖着化学科学。人们就是利用各种各样的物质以及它们所发生的化学反应来解决所面临的诸多问题的。
其实，人们在利用化学反应的同时，也加深了对化学反应规律及其实质的认识。
【概括、整合】(学生完成)
1、面临纷繁复杂的化学反应，为了研究和应用的方便，人们从不同的角度对化学反应进行了分类

化学反应

有些反应
为可逆反应
化合、分解、置换和复分解四种基本反应

有些反应为
氧化还原反应
吸热反应和放热反应

2、 反应有许多重要的应用。
⑴在实验室里和工业上各是利用什么化学反应来制备氯气的？你还能举出实验室里和工业上利用化学反应制备物质的实例吗？
⑵怎样证明化学能与热能、电能或光能之间能发生相互转化？
利用化学反应中温度的变化，电流计和光敏计的测定等方法。
⑶根据你对化学反应的规律、实质及应用的认识，进一步丰富以上有关化学反应的图示。
如：总结中使用的图示，可以再丰富。
【点评】通过两课时的探究，使学生认识到化学反应在人类活动中的重要作用及其价值。
【达标测试】

1、 铜锌原电池工作原理：

电极
电极
材料
电极反应
反应类型
得失电子
粒子
电子流动方向
负极

正极

2、下列关于原电池的说法正确的是 （ ）
A．在正极上发生氧化反应 B．化学性质较活泼的金属为负极
C．在外电路，电子流出正极 D．是由电能转化为化学能的装置
3、下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是
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．电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液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
4．下列说法错误的是(　　)
A．化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
B．物质的燃烧一定是放热反应
C．放热的化学反应不需要加热就能发生
D．化学能与光能之间可以相互转化
5．在盛有稀H2SO4溶液的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述不正确的是(　　)
A．负极附近的SO离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．反应一段时间后，溶液的H＋浓度降低
D．铜片中有H2逸出
【 作业 】1、本节教材习题 （2、4　）　 2、本章内容自我小结。

【板书设计】
二．化学反应为人类提供能量
1.化学能与热能的转化
2.化学能与电能的转化
（1）原电池的工作原理
电子沿导线流向铜片
原电池： 失
电
氧化反应 子 还原反应
（负极） 锌片 铜片（正极）

锌片：Zn-2e- = Zn2+ (氧化反应)
铜片：2H+ +2e- = H2↑(还原反应) SO42- H+
（2）原电池的形成条件
①．自发、放能量的氧化还原反应
②．活泼性不同的两个电极
③. 两极插入电解质溶液
④. 形成闭合回路
（3）电池的分类
干电池（一次电池）：日常使用的锌锰电池
蓄电池（二次滇池）：汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池、锂电池
燃料电池：用于航天、军事领域。

3.电能与光能之间的相互转化　　　　　　　　　　　
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