化学能与电能[教学目标]1、知识技能目标通过实验和科学探究形成原电池概念，初步了解原电池的组成，理解其工作原理培养学生实验操作能力、观察能力、科学探究精神和分析、归纳能力2、情感目标培养学生自主探索创新精神和交流合作学习的协作精神[重点难点]1、初步了解原电池组成，理解其工作原理2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件[教学方法]实验，探究，讨论[教学过程][引入]投影资料：1、奇妙的青蛙腿——伽伐尼电流伽伐尼是意大利的解剖学和医学教授。

有一天，他的妻子用蛙腿做菜肴。

她把剥去皮的青蛙随手放在起电机旁的金属板上。

并取了一把解剖刀，解剖刀很偶然地触及到了青蛙的腿神经，这时起电机刚好飞过一个火花，青蛙腿猛地抽搐了一下。

妻子惊讶地叫了起来，引起了伽伐尼的注意，于是他立即重复了这个实验。

起先，他用铜丝与铁窗连着，在雨天和晴天做实验，他发现无论是晴天还是雨天，青蛙腿都发生了痉挛。

他又以严谨的科学态度，选择不同的条件，在不同的日子做了这类实验。

在1791年发表的《论在肌肉运动中的电力》一文中他说到：“我选择不同的日子，不同的时间，用各种不同的金属多次重复，总是得到相同的结果，只是在使用某些金属时，收缩更加强烈而已。

”2、金属的“怪味”瑞士学者苏尔泽早在1750年就谈到过类似的发现。

他将银片和铅片的一端互相接触，另一端用舌头夹住，舌头则感到有点麻木和酸味。

他想到，这可能是两种金属接触时，金属中的微小粒子发生震动而引起舌头神经的兴奋，产生的感觉。

为此苏尔泽做了另一个实验来进一步研究这个现象。

他将一个盛水的锡杯子放在银台上，舌头接触杯子内的水，并没有酸味的感觉；但当用手接触银台时，舌头就明显地感觉到酸味，这时已构成电流回路。

[教师]可惜的是，苏尔泽并未继续研究这种现象，而伽伐尼却做到了。

因此，伽伐尼的成功告诉我们，成功只属于那些有准备的头脑。

[投影]意大利的物理学家伏打，根据伽伐尼电流产生的原理，设计出第一块电池——伏打电池[提问]我们目前使用的电能从何而来？[投影]2001年我国发电总量构成图火力发电，水力发电，核能发电等……[投影]火电站工作原理示意图[提问]火力发电过程中，能量如何转化？化石燃料燃烧——加热水蒸气——推动蒸汽机——带动发电机化学能热能机械能电能（氧化还原反应）[总结]燃煤发电是从煤的化学能开始的一系列能量转化过程，燃烧是使化学能转化成电能的关键[教师]目前大规模使用的火力发电有何优点，有何缺点？[学生思考]火力发电的优点：投资较少，建厂快，技术成熟，安全性能较高，原料较充分。

火力发电的弊病：对环境污染较重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，能源利用率低。

[设问]能不能找到一种装置，把化学能直接转化为电能呢？[过渡]燃烧是氧化还原反应，也是放热反应。

除燃烧外，还有哪些反应既是氧化还原反应又是放热反应呢？[学生]金属与水或酸反应生成氢气，某些化合反应[提问]是否能描述出铝片与盐酸反应的现象？[学生]铝片表面被腐蚀，表面有气泡放出，溶液温度升高[教师]锌片与稀硫酸的反应也是氧化还原反应，放出的能量大部分转化为热能，使溶液温度升高，现在我们一起来把这个反应放出的能量转化为电能。

[实验]①将Zn片和Cu片分别插入稀硫酸中②将Zn片和Cu片平行插入稀硫酸中③将Zn片和Cu片用导线相连插入稀硫酸中④将Zn片和Cu片用导线与电流表相连插入稀硫酸中⑤将Zn片和Cu片的导线互换，重复实验④[教师]请大家完成这5组实验并观察现象[学生]实验现象①Zn片表面产生气泡，Cu片表面无现象②Zn片表面产生气泡，Cu片表面依然无气泡③Zn片表面无气泡(或少量气泡)，Cu片表面产生气泡④Zn片表面无气泡(或少量气泡)，Cu片表面产生气泡，电流表指针偏转⑤Zn片表面无气泡(或少量气泡)，Cu片表面产生气泡，电流表指针偏转，方向与④相同[教师]为何③、④、⑤三组实验出现了与前两组不相同的现象？[投影]Zn片：表面被腐蚀现象Cu片：表面出现气泡电流表：指针有偏转Zn片：Zn - 2e-＝Zn2+氧化反应原因Cu片：2H+＋2e-＝H2↑还原反应电流表：有电流通过（方向Cu→Zn）[教师]为什么电流会从Cu流向Zn ？[讲述]锌片和铜片在稀硫酸中失电子能力不同，当两端存在电势差时，便形成了电流[提问]在这个过程中，消耗了什么物质？又产生了什么？[学生]消耗了Zn和H+，产生了电流[教师]对，在这个过程中，化学物质被消耗了，这些化学物质具有的化学能就转化成了电流具有的电能装置[投影] 化学物质电流化学能电能原电池原电池：将化学能转化成电能的装置[教师]刚才我们设计出了一个简单的原电池，那么原电池的构成，究竟需要哪些条件？[实验]完成下列四组实验并观察现象①、两块Zn片和电流表用导线相连插入番茄②、Cu片和Zn片和电流表用导线相连插入无水乙醇③、Cu片和Zn片和电流表用导线相连分别插入两只番茄④、Cu片和Zn片和电流表用导线相连插入番茄[学生]实验现象：①、②、③组电流表指针不偏转第④组电流表指针有偏转[教师]前三组不能形成原电池，而最后一组可以，请大家比较一下这几组的差异，归纳原电池的条件[学生思考][投影]①、活动性不同的两极材料负极：电子流出（氧化反应）——较活泼金属正极：电子流入（还原反应）——不活泼金属或非金属导体等②、电解质溶液酸：稀硫酸碱：NaOH溶液盐：食盐水③、形成闭合回路[总结]两极一液成回路[思考]用Cu片、碳棒、AgNO3溶液，能不能组合成原电池？若可以，请写出电极反应式以及实验现象。

负极：Cu – 2e- = Cu2+ 铜片逐渐溶解，溶液出现蓝色正极：2Ag+ + 2e- = 2Ag 碳棒表面析出银白色物质[学生活动][教师]现在大家能不能用原电池原理来解释加伐尼电流是如何产生的？[巩固练习]1、下列装置能否组成原电池？并判断正负极。

答：I能，Fe为负极，Cu为正极；II不能；III能，Fe为负极，C为正极；IV能，Fe为负极，C为正极；V不能。

2、请根据反应Fe + Cu2+＝Fe 2++ Cu设计原电池，你有哪些可行方案?负极：Fe 正极：比Fe不活泼的金属或石墨电解质溶液：CuSO4、CuCl2等[课后思考]能否利用常见家庭用品，设计出原电池？如何证明装置中有电流通过？第二章第一节化学能与热能教学目标：1．了解化学键与能量之间的密切联系，化学反应中能量变化的主要原因。

2．使学生了解化学反应中的能量变化，了解吸热反应和放热反应。

3．学习图表表示吸热反应和放热反应中能量变化的方法，培养观察分析实验、阅读图表的能力。

4．通过研究性课题学习调查研究的方法，培养实践和创新能力。

教学重点、难点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。

教学过程：[投影]中国面对能源危机新闻图片；新闻：央视国际消息，中国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的11%。

2003年，中国能源消费总量为16.8亿吨标准煤。

其中煤炭占67.1%，原油占22.7%，天然气占2.8%，可再生能源占7.3%。

目前中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。

中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、欧盟的16.8%。

中国石油、天然气资源短缺，需要充分利用国内外两种资源、两个市场，在做好石油节约与替代的同时，走出国门，积极参与世界油气市场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。

[讲述]能源危机已成为制约一个国家发展的瓶颈，今天我们以化学的眼光来研究能源。

[板书]第二章化学反应与能量[学生阅读]前言内容[回答]本章讨论的问题：在现代广泛使用的各种能源中，那些与化学密切相关？面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向，在这方面化学能做出什么贡献？[学与问]煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？[板书] 第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系[复习]化学键：使离子相结合或原子相结合的作用。

*键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。

单位：kJ/mol。

[讲解]化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。

[分析]2H→H2中能量变化？1mol H2中含有1molH－H，在250C 101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要吸收436kJ的能量。

[类比分析]CH4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）[小结·板书]1、化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。

[讨论]为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？[小结]：1．化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。

2．反应中要遵循能量守恒。

3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。

如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。

[强调] 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小[小组讨论]吸热反应和放热反应中，反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之间的大小关系分别如何？（提示：可从能量守恒角度分析）[板书]2、∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量[投影]图2-1水能、化学能对比示意图[过渡]我们在初中学习过“质量守恒定律”，知道自然界中物质可以相互转化，但是总质量保持不变；同样一种能量可以转化成另一种能量，能量也是守恒的，这就是“能量守恒定律”这是两条基本的自然定律，化学能是能量的一种，它同样可转化成其它形式的能量，如热能、电能等。

我们开始研究化学能与热能的关系。

[板书]二、化学能与热能的相互转化[讲述]化学反应的过程中伴随着能量变化,通常表现为热量的变化[投影]吸放热与能量关系放热反应：放出热的化学反应[板书] 化学反应吸热反应：吸收热的化学反应[问题]那么，化学反应为什么有些是放热反应，有些是吸热反应呢？[投影][小结]略[作业]P331、2、3补充：举例说明日常生活中我们在哪些方面利用了化学反应中的能量变化.[板书计划]第二章化学反应与能量第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系1．化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。

2．∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量二、化学能与热能的相互转化放热反应：放出热的化学反应化学反应吸热反应：吸收热的化学反应第二章第一节化学能与热能教案（第二课时）教学目标：1．通过科学探究活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间相互转化及其研究过程，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法。