高中化学必修2
第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化
第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池
教材分析
在初中化学学习中，主要关注的是化学反应中的物质变化，虽然学生接触过燃烧、氧化钙与水的反应等放热反应，对化学反应中能量变化，特别是“化学反应能放出热量”有一定的感性认识，但是没有形成稳定的认识角度。本节教材围绕着化学反应中的能量变化，引导学生丰富对化学反应的认识角度——能量变化角度，并通过具体实例认识化学反应中能量转化的具体形式——化学能与热能、电能的相互转化；在宏观、微观两个层面上，分析化学反应中能量变化的实质——旧化学键断裂与新化学键形成过程中的能量差，反应物总能量与生成物总能量差；通过对具体的电池的分析，建立原电池构成的认识模型，并用其解释生活中的实用电池。 教学目标
变化观念与平衡思想：
通过生产、生活、实验中的实例，了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念，从能量变化的视角发展对化学反应的认识。 科学态度与社会责任：
关注与化学有关的社会热点问题，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，增强节约能源及环境保护等意识，逐步形成可持续发展的思想。 宏观辨识与微观探析：
通过认识化学反应中能量变化的实质，进一步深化对化学反应的微观认识。 证据推理与模型认知：
通过“初识氢氧燃料电池”“设计一个简单的原电池”等活动，认识到原电池能将化学能转化为电能，并建立关于原电池构成的认识模型，发展“证据推理与模型认”化学学科素养。 教学重难点 原电池工作原理 教学过程
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高中化学必修2 一、知识回顾
1.化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。化学键断裂和形成伴随着能量的变化。旧化学键的断裂需要吸收能量新化学键的形成会释放能量。 2.吸收热量的化学反应叫做吸热反应。 3.释放热量的化学反应叫做放热反应。 4.从化学键的角度分析（微观角度分析）
放热反应：断裂化学键吸收的能量＜形成化学键释放的能量 吸热反应：断裂化学键吸收的能量＞形成化学键释放的能量 5.从物质内部能量的角度分析（宏观角度分析） 放热反应：反应物的总能量＞生成物的总能量 吸热反应：反应物的总能量＜生成物的总能量
6.人们常常利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。 二、导语
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。
有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。
为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。
为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。 展示课件：各种各样的电池
现在，化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一，各式各样的化学电池的发明也是化学科学对人类的一个重大贡献。那么，什么是化学电池？原电池构造如何？怎样工作的呢？ 三、讲授新课
展示课件：氢氧燃料电池视频 思考：
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高中化学必修2 1.什么是化学电池？ 2.什么是原电池？ 板书：
化学电池：根据原电池原理制成的电池。
原电池：利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 展示课件： 活动一：观察·思考
人们不仅利用氢气、氧气反应产生的热能为火箭升空提供动力，还通过电池利用氢气、氧气反应产生的电能为航天器供电。下图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。请用图a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验，记录观察到的实验现象。
实验过程中，电流表指针发生明显偏转，燃料电池中发生了反应：2H2 + O2=== 2H2O。 思考：
1. 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？ 2. 组装电池需要满足哪些基本条件？ 先看视频： 交流结果： 原电池工作原理
在图b所示装置中，氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行。其中，氢气分子中的氢原子在左侧石墨电极上失去电子，氢气作为电池的负极反应物；氧气分子中的氧原子在右侧石墨电极上得到电子，氧气作为电池的正极反应物。稀硫酸中存在的自由移动的离子起到传导电荷的作用，导线起到传导电子的作用。
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展示课件：
活动二：回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？
组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器 展示课件：
与同伴交流：怎样才能构成一个原电池呢？ 板书： 原电池的构造
①电极反应物-------自发进行氧化还原反应 ②两个电极-------导电的固体 ③电子导体--------导线
④离子导体-------传导电荷的电解质 ⑤必须形成闭合回路 练习：展示课件：
思考：你平常使用的5号电池或7号电池都是锌锰干电池。锌锰干电池分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池两种。酸性锌锰干电池的组成如图所示。在酸性锌锰干电池中，负极反应物和正极反应物分别是什么？正负极材料分别是什么？离子导体是什么？ 活动三：设计原电池 活动·探究
利用所给用品设计装置并进行实验，将下列反应所释放的能量转化为电能。 实验原理：Zn+2H+===Zn2++H2↑
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实验用品：锌片，铜片，石墨棒，稀硫酸，稀盐酸；烧杯，导线，电流表，开关。 方法导引：
实验方案设计与实施
设计思路及依据 Zn+2H+===Zn2++H2↑ 确定 负极 选择负极反应物:________ 选择负极材料:____________ 选择正极反应物:__________ 选择正极材料:___________ 选择离子导体:____________ 选择电子导体:_________ 实验装置 实验现象 确定 正极 构成闭 合回路
【思考】1. 分析锌、铜、稀硫酸原电池的工作原理。
2. 锌片、铜片与稀硫酸，哪些可以替换为其他物质却同样能产生电流？ 找小组根据自己实验探究的体会进行回答
（评价、总结归纳原电池的工作原理）当把铜片和锌片一同浸入稀硫酸时，锌原子失去电子被氧化成 Zn 2+进入溶液，锌片上的电子通过导线流向铜片，溶液中的 H +在铜片上获得电子而被还原形成氢原子，氢原子结合成氢分子在铜片上逸出。电极反应式:负极Zn - 2e
-===Zn2+；正极
2H + + 2e -=== H 2 ↑。
展示课件
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高中化学必修2教学设计1：2.2.2 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
