高中化學(xué)魯科版第二章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用 全國(guó)公開課

化學(xué)反應(yīng)的利用2（第二課時(shí)）【引入】你已知道，物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂、新化學(xué)鍵生成；當(dāng)生成新化學(xué)鍵所釋放的能量大于破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量時(shí)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)釋放能量?！就队啊繉?duì)教材50頁(yè)“交流·研討”的分析和整理。【評(píng)述】即熱飯盒的原理：1molMg和水混合產(chǎn)生的熱量足可以把1L水從室溫加熱到100℃。焊接鋼軌是鋁與鐵的氧化物反應(yīng)時(shí)釋放出大量的熱，使生成的鐵熔化成鐵水。即熱飯盒能加熱食物，鋁熱劑能焊接鋼軌，都是化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的能量以熱能的形式釋放出來(lái)，被人們所利用?！景鍟慷?、化學(xué)反應(yīng)為人類提供能源1、化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化【討論】①在你的周圍有哪些化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能的實(shí)例？②為提高能量轉(zhuǎn)化效率和熱能利用率提供建設(shè)性的意見。③預(yù)測(cè)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用前景?！军c(diǎn)評(píng)】讓學(xué)生充分發(fā)揮想象，鼓勵(lì)合理的方案?！具^渡】化學(xué)能不僅可以轉(zhuǎn)變成熱能，人們還可以通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。電池就是利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置?！菊故尽空故緦W(xué)生收集的廢舊電池?！局v述】我們可以通過原電池的工作原理來(lái)認(rèn)識(shí)化學(xué)能是如何轉(zhuǎn)化成電能的?！净顒?dòng)探究】按要求完成以下實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析初步了解原電池的工作原理。圖【演示實(shí)驗(yàn)】圖2-3-7。將銅片、鋅片插入稀硫酸中，然后用導(dǎo)線將銅片、鋅片連接起來(lái)，并接入一支電流表，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。【觀察、思考】你觀察到了什么現(xiàn)象？？你能從中得出什么結(jié)論？【現(xiàn)象】鋅片溶解，銅片表面有氣泡產(chǎn)生；電流表指針偏轉(zhuǎn)。【學(xué)生分析】銅片質(zhì)量未變化，鋅和稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)。【質(zhì)疑】請(qǐng)嘗試用氧化還原知識(shí)分析鋅片、銅片上發(fā)生反應(yīng)的情況?！久襟w演示】動(dòng)畫展示原電池的工作原理?！疽龑?dǎo)學(xué)生分析】在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)把銅片和鋅片同時(shí)浸入稀硫酸時(shí)，由于金屬鋅比金屬銅活潑，鋅原子容易失去電子被氧化成Zn2+進(jìn)入溶液中，鋅片上的電子通過導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H+從銅片獲得電子而被還原成氫原子，氫原子再結(jié)合成氫分子從銅片上逸出?？梢?，原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置?！局v述】在原電池中電子流出的一極是負(fù)極（如鋅片），電極被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；電子流入的一極是正極（如銅片），H+在正極上被還原。在銅鋅原電池中，負(fù)極自身被氧化，而正極作為載體，溶液中的離子在正極上發(fā)生還原反應(yīng)?！景鍟?、化學(xué)能與電能間的轉(zhuǎn)化⑴原電池的反應(yīng)原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬?！窘Y(jié)論】鋅片：Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))銅片：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))【研究】讓學(xué)生指出所收集的廢舊電池的正負(fù)極。分析為什么干電池用久了外殼會(huì)變軟？【思考、討論、小結(jié)】原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，但是在原電池中，銅片并沒有參加反應(yīng)，那么，銅片的作用是什么呢？電子在電壓的作用下，才能發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。當(dāng)鋅片和銅片同時(shí)浸入電解質(zhì)溶液時(shí)，由于兩種金屬的原子失電子的能力不同，會(huì)在兩者之間形成電勢(shì)差，當(dāng)用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接起來(lái)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流。不僅銅，任何與鋅活潑性不同的金屬，在電解質(zhì)溶液中都能形成原電池，還可以用導(dǎo)電的碳棒（石墨）來(lái)替代銅片，作為原電池的正極。【引申】原電池裝置中氣體未從鋅片上直接放出，也說明了，原電池的反應(yīng)比一般的化學(xué)反應(yīng)速率快?！军c(diǎn)評(píng)】只要求學(xué)生初步了解原電池的反應(yīng)原理。關(guān)于原電池的形成條件和電極反應(yīng)式的書寫在此處不做要求。【過渡】這種原電池不能提供持續(xù)、穩(wěn)定的電流，實(shí)際應(yīng)用的電池的物質(zhì)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)比它要復(fù)雜得多?！居^察、交流】觀察所收集的電池的外觀，初步分析電池的類型、用途，交流結(jié)果。【媒體投影】各種各樣的電池。圖-3-9?！窘榻B、投影】⑵電池的分類。干電池（一次電池）：日常使用的鋅錳電池蓄電池（二次滇池）：汽車用的鉛蓄電池、手機(jī)用的鎳氫電池、鋰電池燃料電池：用于航天、軍事領(lǐng)域。教材圖2-3-10、圖2-3-11?！军c(diǎn)評(píng)】讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生活中的電池是一種能源，以生活實(shí)際幫助學(xué)生理解和消化本節(jié)內(nèi)容?！鹃喿x理解】教材52頁(yè)第二段：化學(xué)能與光能之間的相互轉(zhuǎn)化?！景鍟?、化學(xué)能與光能之間的相互轉(zhuǎn)化?！局v述】在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，化學(xué)能與光能的相互轉(zhuǎn)化是非常重要的研究課題，這方面的研究對(duì)于光化學(xué)電池、太陽(yáng)能分解水制氫等高新技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。【過渡】化學(xué)能以多種途徑進(jìn)行著轉(zhuǎn)化，并直接參與到整個(gè)自然界的能量循環(huán)之中。人類生命活動(dòng)所需要的能量，也是由營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)代謝過程中所發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)釋放出來(lái)的。在能源問題備受矚目的今天，化學(xué)科學(xué)將在能源的開發(fā)和利用方面發(fā)揮非常重要的作用?！鹃喿x、思考】教材52頁(yè)“資料在線”：合理利用化學(xué)能源、太陽(yáng)能利用的前景、安全利用能源。圖2-3-13、圖2-3-14?！局v述】人們不僅利用化學(xué)反應(yīng)制造豐富多彩的物質(zhì)、提供賴以生存的能量，還利用化學(xué)反應(yīng)開發(fā)了各種分析技術(shù)來(lái)確定各種物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)以及測(cè)定物質(zhì)有關(guān)組分的含量等。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研究中，人們需要了解土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的種類及含量，以做到合理施肥，達(dá)到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的目的；在病理診斷化驗(yàn)、藥品質(zhì)量鑒定、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，也都需要利用化學(xué)反應(yīng)對(duì)樣品進(jìn)行分析。【媒體】化學(xué)反應(yīng)的利用確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)，測(cè)定物質(zhì)有關(guān)組分的含量為人類提供能源化學(xué)反應(yīng)的利用確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)，測(cè)定物質(zhì)有關(guān)組分的含量為人類提供能源制造新物質(zhì)如何利用化學(xué)反應(yīng)制造新物質(zhì)如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池的工作原理物質(zhì)變化能量變化案例：氯氣的制取其實(shí)，人們?cè)诶没瘜W(xué)反應(yīng)的同時(shí)，也加深了對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律及其實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)?！靖爬?、整合】1、面臨紛繁復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，為了研究和應(yīng)用的方便，人們從不同的角度進(jìn)行了分類?；瘜W(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)有些反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)有些反應(yīng)為可逆反應(yīng)有些反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)有些反應(yīng)為可逆反應(yīng)化合、分解、置換和復(fù)分解四種基本反應(yīng)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)化合、分解、置換和復(fù)分解四種基本反應(yīng)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)舉例說明以上對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的劃分原則。反應(yīng)有許多重要的應(yīng)用。⑴在實(shí)驗(yàn)室里和工業(yè)上各是利用什么化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備氯氣的？你還能舉出實(shí)驗(yàn)室里和工業(yè)上利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)的實(shí)例嗎？可以利用氧化還原反應(yīng)的原理，設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生0價(jià)的氯單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。⑵怎樣證明化學(xué)能與熱能、電能或光能之間能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化？利用化學(xué)反應(yīng)中溫度的變化，電流計(jì)和光敏計(jì)的測(cè)定等方法。⑶根據(jù)你對(duì)化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律、實(shí)質(zhì)及應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步豐富以上有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的圖示。如：總結(jié)中使用的圖示，可以再豐富。【點(diǎn)評(píng)】通過兩課時(shí)的探究，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)在人類活動(dòng)中的重要作用及其價(jià)值?！揪毩?xí)】本節(jié)練習(xí)1、2?！咀鳂I(yè)、預(yù)習(xí)】1、本節(jié)教材習(xí)題4、5。2、本章內(nèi)容自我小結(jié)?！景鍟O(shè)計(jì)】略?！竞笥洝空n后習(xí)題一、選擇題1．有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液，B不易腐蝕。將A、D在稀鹽酸中構(gòu)成原電池，電流由A通過導(dǎo)線流向D。將銅浸入B的鹽溶液中，無(wú)明顯變化。如果把銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。這四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 A．DCAB B．DABC C．DBAC D．BADC2．由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的酸性 A．不變 B．先變小，后變大C．逐漸變大 D．逐漸變小3．對(duì)原電池的電極名稱，下列敘述中錯(cuò)誤的是 A．電子流入的一極為正極 B．比較不活潑的一極為正極 C．電子流出的一極為負(fù)極 D．發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為正極4．在下列各種變化中，屬于原電池反應(yīng)的是 A．在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層 B．白鐵(鍍鋅鐵)表面有劃損時(shí)，也能阻止鐵被氧化 C．紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍(lán)黑色的保護(hù)層 D．鐵與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入少量硫酸銅溶液后可使反應(yīng)加速5．某金屬A不溶于冷的濃硝酸，A與銀用導(dǎo)線連接后浸入硫酸溶液，所組成的原電池中電流由銀通過導(dǎo)線流回A極，則A可能是 A．Pt B．Cu C．A1 D．Fe6．干電池使用時(shí)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型屬下列中的 A．中和反應(yīng) B．氧化還原反應(yīng) C．分解反應(yīng) D．電解反應(yīng)7．鋼鐵表面鍍有下列金屬時(shí)，當(dāng)鍍層部分被破壞時(shí)，鐵不易被腐蝕的是 A．Sn B．Zn C．Cu D．Ag8．埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下，被腐蝕速率最慢的是 A．在含鐵元素較多的酸性土壤中 B．在干燥致密不透氣的土壤中 C．在潮濕疏松透氣的土壤中D．在含碳粒較多的潮濕透氣的中性土壤中題號(hào)12345678答案二、填空題9．在原電池中，較活潑的金屬組成的電極是______極，電池工作時(shí)這一極不斷有電子流____，同時(shí)發(fā)生_____________反應(yīng)，常常伴隨的現(xiàn)象是_________________________；較不活潑的金屬組成的電極是________極，電池工作時(shí)，這一極不斷有電子流_____