课题：4.2 化学变化中的能量变化
上海市风华中学尤培红
一、教材分析
本节内容是高一化学基础型课程，第4章剖析物质变化中的能量变化，第2节化学变化中的能量变化，第3课时。本节课的重点是帮助学生初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用，认识化学能转化为电能对现代化的重大意义。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是本节的一个难点。掌握原电池反应的原理，理解原电池反应的实质，为电化学部分的学习打下基础。 二、学情分析
在知识方面，学生已经具备氧化还原反应的知识，能熟练分析化学反应中得失电子的情况。通过上节课的学习，学生了解到化学能可以转化为热能，为本节课化学能转化为电能打下基础。在能力方面，学生已经具备一定的实验探究意识。对于氧化剂和还原剂直接接触转移电子，将化学能转化为热能的情况，学生比较好理解，但是尚不清楚氧化还原反应在不同区域进行时，通过何种方式传递电子。
三、教学目标
1.知识与技能：
（1）掌握原电池的概念；
（2）掌握原电池反应的实质；
（3）熟练分析原电池的正、负极，能够写出电极反应和电池的总反应。
2.过程与方法：
（1）对实验现象的观察和讨论，培养学生的实验观察能力及对实验现象的描述能力；
（2）通过实验探究原电池反应的原理，在此过程中体验科学探究的过程，强化科学探究的意识。
3.情感态度与价值观：
通过原电池反应原理的实验探究，不断引导学生发挥主观能动性，培养学生严谨求实的科学态度，并逐步培养其创新精神。
四、教学重点
原电池的工作原理。
五、教学难点
原电池反应的实质。
六、教学过程
锌丝
教师活动学生活动说明
环节一：提出问题，引入新课
【演示】将氢氧燃料电池与发光二极管连接，发现发光二极管被点亮。
【提问1】发光二极管只是与氢气与氧气的气体收集装置相连，并没有外接电源，是什么物质为发光二极管提供了电能？
【演示】电流计证实：氢气、氧气反应，有电流产生，把化学能转化为电能。
【引入概念】将化学能转化为电能的装置就称为电池。【板书】一、电池
化学能电能【观察、思考】
【回答】氢气和氧气反应为发光二极管提供了电能。
【观察】
【听讲】
【笔记】
环节二：电池反应实质探究
【提问2】请同学们思考：纯净的氢气在氧气中燃烧，有哪些现象呢？
【提问3】氢气在氧气中的燃烧，化学能转化为热能。氢氧燃料电池，化学能转化为电能。同样是氢气和氧气反应生成水，除了能量转化形式不一样，同学生再一这两个反应的异同。
【提问4】请思考：电池反应的实质是什么？
【板书】实质：电子的转移。【观察、回答】
【回答】
同：都是氧化还原反应
异：氢气在氧气中燃
烧，氧化剂和还原剂直
接接触，氢气把电子转
移给氧气。氢氧燃料电
池的反应，氢气失去电
子，氧气得到电子，氧
化反应和还原反应在2
个区域完成，在这2个
区域依靠导线连接，电
子通过导线定向移动，
从而产生电流，实现化
学能到电能的转化。
【回答】氧化反应和还
原反应在不同区域进
行，电子的转移。
通过对比不同条件下氢
气和氧气反应的能量转
化，分析化学能转化为电
能的条件。
环节三：Cu-Zn原电池
【讲述】下面我们就以同学们
非常熟悉的一类氧化还原反
应，金属与酸的反应例，一起
来学习和研究化学能是如何
转化为电能的。
【听讲】
【实验1】在表面皿中加入少量稀硫酸，当Zn丝放入稀硫酸溶液中，会有什么现象。【实验2】在表面皿中加入少量稀硫酸，当Cu丝放入稀硫酸溶液中，会有什么现象。【实验3】在表面皿中加入少量稀硫酸，Cu丝与Zn丝接触放入稀硫酸，会有什么现象。【提问5】Zn丝上的气泡我们后面再讨论，那么Cu丝上的气体是什么？（给出两极H+浓度均减小的数据图。）
【提问6】Zn表面有H2是Zn 失去电子，附近的H+在锌丝上得到电子生成H2。那么Cu 表面的H2呢？Cu丝附近的H+是如何生成H2的呢？
【提问7】如何通过实验证明Zn丝上的电子通过导线转移到了Cu丝上？
【实验4】在表面皿中加入少量稀硫酸，铜丝与锌丝串联一个灵敏电流计放入稀硫酸，会有什么现象。
【讲解】电流计指针发生了偏转，说明Zn丝上的电子确实通过导线转移到了锌丝上，电子的定向移动产生了电流。从【汇报实验结果】1.锌丝上有气泡。
2.铜丝上无明显现
象。
3.锌丝与铜丝上均产
生了气泡，且铜丝
上的气泡多。【回答】应该H2。
【回答】Zn失去电子后通过导线转移到Cu 丝，溶液中的H+得到电子生成H2。
【回答】电流计
【回答】电流计发生了偏转，指针向Cu丝方向偏转。
能量变化的角度来说，该装置中化学能转变成了电能，我们把这样的装置叫作原电池。【讲述】我们已经从各个角度了解了铜锌原电池，下面我们来梳理一下它的原理。
【提问8】根据电流计的指针偏转，确定Cu-Zn原电池的正负极。
（提示：物理学中规定，电流表指针偏转的方向是正极。）【提问9】电子流向如何？（提示：物理学中规定，电子从电源负极流出，经过导线，流入正极。）
【提问10】能否写出正极（Cu）和负极（Zn）上发生的反应方程式？以及总的化学方程式。
【小结】板书：
二、Cu-Zn原电池
1.电极名称
2.电子流向
3.电极反应
4.总反应方程式【回答】Cu为正极，Zn为负极。
【回答】Zn经过导线流向Cu。
【书写】
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