2024-2025學年高中化學 第二章 化學反應與能量 第二節(jié) 化學能與電能教案1 新人教版必修2

2024-2025學年高中化學第二章化學反應與能量第二節(jié)化學能與電能教案1新人教版必修2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中化學·化學反應與能量

2.教學年級和班級：高中二年級·一班

3.授課時間：2024年11月15日

4.教學時數(shù)：45分鐘二、核心素養(yǎng)目標1.理解化學能與電能之間的轉化關系，掌握原電池和電解池的工作原理。

2.能夠運用化學知識分析實際問題，如判斷化學電池的類型及應用。

3.提升科學探究能力，通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，探究化學反應中的能量變化。

4.培養(yǎng)信息素養(yǎng)，能夠從圖表和文獻中獲取有效信息，理解化學反應與能量的關系。

5.提高思維品質，通過小組討論和問題解答，發(fā)展邏輯思維和批判性思維。三、教學難點與重點1.教學重點：

（1）化學能與電能的轉化關系：理解化學反應中能量的轉化，掌握原電池和電解池的工作原理。

舉例：通過實驗觀察，讓學生了解原電池的正負極判斷及電勢差的概念。

（2）化學反應中的能量變化：能夠運用化學知識分析實際問題，如判斷化學電池的類型及應用。

舉例：分析不同類型的電池（如干電池、鋰電池）的工作原理和應用場景。

（3）能量守恒定律：在化學反應中，能量不會創(chuàng)造也不會消失，只能從一種形式轉化為另一種形式。

舉例：通過實驗數(shù)據(jù)，讓學生理解化學反應中能量的守恒。

2.教學難點：

（1）原電池和電解池的工作原理：理解化學能如何轉化為電能，以及電能如何轉化為化學能。

舉例：通過實驗和動畫演示，讓學生直觀地理解原電池和電解池的工作原理。

（2）化學反應中的能量計算：掌握化學反應中的能量變化，能夠進行簡單的能量計算。

舉例：教授熱化學方程式和反應熱的概念，讓學生能夠計算反應熱。

（3）能量守恒定律的應用：能夠運用能量守恒定律分析實際問題，如判斷能量的轉化方向和效率。

舉例：通過實例分析，讓學生理解能量轉化效率的計算方法和影響因素。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《新人教版必修2》中第二章“化學反應與能量”的部分，特別是第二節(jié)“化學能與電能”的內容。

2.輔助材料：收集和整理了一系列與化學能與電能轉化相關的圖片、圖表和視頻資料，包括原電池和電解池的工作原理示意圖、能量轉化的動畫演示等。

3.實驗器材：為了讓學生更直觀地理解化學能與電能的轉化，準備了以下實驗器材：

-原電池實驗套件：包括鋅片、銅片、鹽橋和電壓計等。

-電解池實驗套件：包括陰陽極板、電解質溶液、電流表等。

-電子秤：用于測量實驗前后的質量變化，以計算反應熱。

-熱計：用于測量化學反應過程中的溫度變化。

4.教室布置：根據(jù)教學需要，對教室進行了以下布置：

-分組討論區(qū)：將教室分為幾個小組討論區(qū)，每個區(qū)域配備足夠的桌椅和白板，以便學生進行小組討論和實驗操作。

-實驗操作臺：在教室的一角設置實驗操作臺，配備實驗器材和實驗指導書，供學生進行實驗操作。

-投影屏幕：在教室前方設置投影屏幕，用于展示教材內容和多媒體資源。

-網(wǎng)絡連接：確保教室內的計算機能夠連接互聯(lián)網(wǎng)，以便使用在線教學資源和進行實時信息檢索。五、教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對“化學能與電能”的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是化學能與電能嗎？它們在我們的生活中有什么實際應用？”

展示一些關于原電池和電解池的圖片或視頻片段，讓學生初步感受化學能與電能轉化的魅力。

簡短介紹化學能與電能的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.化學能與電能基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解化學能與電能的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解化學能與電能的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹原電池和電解池的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.化學能與電能案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解化學能與電能的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的化學能與電能轉化案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解化學能與電能轉化的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用化學能與電能解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與化學能與電能相關的主題進行深入討論。

小組內討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對化學能與電能的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調化學能與電能的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括化學能與電能的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調化學能與電能轉化在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用化學能與電能。

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關于化學能與電能的短文或報告，以鞏固學習效果。六、拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內容相關的拓展閱讀材料：

-《化學反應與能量轉換》：這篇文章詳細介紹了化學反應中能量轉換的原理和應用，適合學生深入理解化學能與電能的關系。

-《原電池與電解池的工作原理》：通過圖文并茂的方式，生動展示了原電池和電解池的工作原理，有助于學生鞏固課堂所學。

-《化學能與電能轉化的實際應用》：介紹了化學能與電能轉化在生活和工業(yè)中的廣泛應用，幫助學生了解其現(xiàn)實意義。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

-調查生活中的化學能與電能轉化的實例，如電池的使用、太陽能電池等，了解其工作原理和環(huán)保意義。

-研究化學能與電能轉化的最新技術和發(fā)展趨勢，如鋰電池、燃料電池等，思考其對未來的影響。

-探討化學能與電能轉化在新能源領域的應用，如風能、水能等，探索其潛在價值和挑戰(zhàn)。

-嘗試設計一個簡單的化學能與電能轉化的實驗，如制作一個原電池或電解池，驗證所學知識。七、課后拓展1.拓展內容：

-閱讀材料：《化學反應與能量轉換的本質》、《原電池和電解池的原理與應用》、《化學能與電能轉化的未來發(fā)展趨勢》等，這些材料將幫助學生更深入地理解化學能與電能的關系，以及原電池和電解池的工作原理。

-視頻資源：《原電池的制作與測試》、《電解池的工作原理演示》等，通過視頻資源，學生可以更直觀地了解化學能與電能轉化的過程。

2.拓展要求：

-鼓勵學生利用課后時間進行自主學習和拓展，通過閱讀材料和觀看視頻資源，加深對化學能與電能轉化的理解。

-學生可以針對閱讀材料和視頻資源中的知識點進行思考和討論，提出自己的觀點和疑問。

-鼓勵學生進行實踐操作，如設計簡單的化學能與電能轉化的實驗，驗證所學知識。

-教師可提供必要的指導和幫助，如推薦閱讀材料、解答疑問等，幫助學生順利完成拓展任務。

-學生可以將拓展學習的心得和體會寫在課后日記中，以記錄自己的學習進步。

-鼓勵學生進行深入研究，如針對化學能與電能轉化的某個知識點進行專題研究，提高自己的研究能力。

-學生可以將自己的拓展學習成果進行分享，如在班級或學校的小組活動中進行展示，提升自己的表達能力。

-鼓勵學生進行跨學科學習，如結合物理、生物等學科的知識，探究化學能與電能轉化的更深層次的問題。八、內容邏輯關系①化學能：物質在化學反應中釋放或吸收的能量。

②電能：電荷在電場中移動時產(chǎn)生的能量。

③化學能與電能的轉化：化學反應中的能量轉化為電能，或電能轉化為化學能。

2.原電池和電解池的工作原理

①原電池：將化學能直接轉換為電能的裝置，由兩個不同金屬和它們的離子溶液組成。

②電解池：通過外加電源，使化學反應發(fā)生，將化學能轉換為電能的裝置。

③原電池和電解池的比較：原電池中化學反應是自發(fā)的，而電解池中化學反應是非自發(fā)的。

3.化學反應中的能量變化

①反應熱：化學反應中放出或吸收的熱量。

②能量守恒定律：化學反應中，能量不會創(chuàng)造也不會消失，只能從一種形式轉化為另一種形式。

③熱化學方程式：表示化學反應中能量變化的方程式。

4.能量轉化的實際應用

①電池：將化學能轉換為電能，用于供電和儲能。

②燃料電池：將化學能直接轉換為電能，具有高效率和環(huán)保的特點。

③太陽能電池：將太陽能轉換為電能，是一種可再生能源。

5.化學能與電能轉化的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展

①能量轉換效率：提高化學能與電能轉化的效率，減少能量損失。

②新材料研發(fā)：開發(fā)新的電極材料、電解質材料等，提高化學能與電能轉化的性能。

③環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展：研究環(huán)保的化學能與電能轉化技術，推動可持續(xù)發(fā)展。

板書設計：

①化學能與電能的轉化關系

-化學能：物質在化學反應中釋放或吸收的能量。

-電能：電荷在電場中移動時產(chǎn)生的能量。

-化學能與電能的轉化：化學反應中的能量轉化為電能，或電能轉化為化學能。

②原電池和電解池的工作原理

-原電池：將化學能直接轉換為電能的裝置，由兩個不同金屬和它們的離子溶液組成。

-電解池：通過外加電源，使化學反應發(fā)生，將化學能轉換為電能的裝置。

-原電池和電解池的比較：原電池中化學反應是自發(fā)的，而電解池中化學反應是非自發(fā)的。

③化學反應中的能量變化

-反應熱：化學反應中放出或吸收的熱量。

-能量守恒定律：化學反應中，能量不會創(chuàng)造也不會消失，只能從一種形式轉化為另一種形式。

-熱化學方程式：表示化學反應中能量變化的方程式。

④能量轉化的實