新人教版选择性必修一-第四章-《化学反应与电能》教材分析课件

化学反应与电能教材分析化学反应与电能教材分析化学反应与电能教材分析112345本章的地位和功能本章的地位和功能本章的内容和结构本章的内容和结构课标要求课标要求新教材变化新教材变化教学建议教学建议目录 Contents 12345本章的地位和功能本章的内容和结构课标要求新教材变化2PART01本章的地位和功能PART01本章的地位和功能3本章的地位和功能 本章重点讨论的是化学反应与电能的有关问题，是在必本章重点讨论的是化学反应与电能的有关问题，是在必修二第六章化学反应与能量的基础上，与本册第一章化学修二第六章化学反应与能量的基础上，与本册第一章化学反应的热效应一起，完整落实课程标准中选择性必修反应的热效应一起，完整落实课程标准中选择性必修一的主题一的主题化学反应与能量的教学内容和要求。化学反应与能量的教学内容和要求。本章的地位和功能 本章重点讨论的是化学反应与电4本章的地位和功能 本章教育教学价值本章教育教学价值 理解物质变化理解物质变化 理解能量转化理解能量转化 促进学生发展促进学生发展 促进社会发展促进社会发展本章的地位和功能 本章教育教学价值 理解物质变化 理解能量转5本章的地位和功能 理解物质变化理解物质变化：以分析电化学装置工作原理为基础，抓住物质：以分析电化学装置工作原理为基础，抓住物质在电极上发生的氧化反应和还原反应，加深对氧化还原反应的在电极上发生的氧化反应和还原反应，加深对氧化还原反应的本质和发生条件的认识和体会。并且可以利用电化学装置实现本质和发生条件的认识和体会。并且可以利用电化学装置实现物质转化。物质转化。理解能量转化理解能量转化：重点学习化学能与电能的相互转化要借助氧化：重点学习化学能与电能的相互转化要借助氧化还原反应在一定的装置下才能实现。并且能够通过电化学装置还原反应在一定的装置下才能实现。并且能够通过电化学装置实现能量的存储与再利用。实现能量的存储与再利用。本章的地位和功能 理解物质变化：以分析电化学装置工作原理为基6本章的地位和功能 促进学生发展促进学生发展：拓展和加深对物质变化和能量变化的相互联系：拓展和加深对物质变化和能量变化的相互联系的认识，引导学生从物理、化学现象相联系入手研究化学反应的认识，引导学生从物理、化学现象相联系入手研究化学反应原理。原理。促进社会发展促进社会发展：通过展现化学反应与电能在能源，材料，环境：通过展现化学反应与电能在能源，材料，环境与健康等领域的应用前景，有利于认识和体会化学在提高生活与健康等领域的应用前景，有利于认识和体会化学在提高生活质量，促进社会可持续发展等方面的作用。质量，促进社会可持续发展等方面的作用。本章的地位和功能 促进学生发展：拓展和加深对物质变化和能量变7本章的地位和功能 本章对应的学科核心素养本章对应的学科核心素养宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析从微观和宏观层面分析能量的相互转化变化观念与平衡思想变化观念与平衡思想丰富对能量转化形式的认识证据推理与模型认知证据推理与模型认知构建化学能与电能相互转化装置和原理的认知模型实验探究与创新意识实验探究与创新意识设计电化学装置实现能量或物质转化科学态度与社会责任科学态度与社会责任体会化学在开发利用资源、解决能源危机和保护生态环境等方面的作用本章的地位和功能 本章对应的学科核心素养宏观辨识与微观探析8本章的地位和功能氧化还原反应的认识进阶得氧失氧角度初步感受氧化还原反应初三得失电子角度认识氧化还原角度的本质必修一初步认识借助氧化还原反应实现化学能转变成电能必修二选择合适的装置，利用氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化选修一本章的地位和功能氧化还原反应的认识进阶得氧失氧角度初三得失电9PART02本章的内容和结构PART02本章的内容和结构10本章的内容和结构 原电池（化学能原电池（化学能 电能）电能）电解池（电能电解池（电能 化学能）化学能）金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护化化学学反反应应与与电电能能 分析常见的化学电源分析常见的化学电源 氯碱工业、电镀、电冶金氯碱工业、电镀、电冶金腐蚀的原理和防护的方法腐蚀的原理和防护的方法本章的内容和结构 原电池（化学能 电能）电解池（11PART03本章课标要求PART03本章课标要求12本章课标要求 内容要求：内容要求：1.11.1体系与能量体系与能量 主题主题1 1：化学反应与能量：化学反应与能量 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解原认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解原电池及常见化学电源的工作原理。电池及常见化学电源的工作原理。了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和存储能量了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和存储能量中的具体应用。中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解金属防腐的措施。金属防腐的措施。1.2 1.2化学反应与热能化学反应与热能 1.31.3化学反应与电能化学反应与电能本章课标要求 内容要求：1.1体系与能量 主题1：化学反13本章课标要求 主题主题1 1：化学反应与能量：化学反应与能量 简单的电镀实验简单的电镀实验 制作简单的燃料电池制作简单的燃料电池 1.41.4学生必做实验学生必做实验本章课标要求 主题1：化学反应与能量 14本章课标要求 学业要求学业要求 1.1.能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单的原电能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池。池和电解池。2.2.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。利用相关信息分析典型的电解、电镀和电冶金等实际应用作原理。利用相关信息分析典型的电解、电镀和电冶金等实际应用的主要原理。的主要原理。3.3.能利用电化学原理来解释金属腐蚀的现象，选择并设计合理的防能利用电化学原理来解释金属腐蚀的现象，选择并设计合理的防腐措施。腐措施。本章课标要求 学业要求 1.能分析、解释原电池和电解池15PART04新教材的变化PART04新教材的变化16新教材的变化 新旧教材对比新旧教材对比旧教材旧教材新教材新教材章题目：电化学基础章题目：化学反应与电能第一节、第二节：原电池、化学电源 第一节：原电池第四节：金属的电化学腐蚀与防护第三节：金属的腐蚀与防护新教材的变化 新旧教材对比旧教材新教材章题目：电化学基础17新教材的变化 内容上的变化内容上的变化 双液原电池的引出双液原电池的引出：新教材：新教材单液原电池电流衰减（正文）单液原电池电流衰减（正文）旧教材旧教材单液原电池电流衰减（注释）单液原电池电流衰减（注释）电化学四要素电化学四要素：新教材：新教材正文中提出正文中提出 电解池：新教材电解池：新教材回顾初中电解水实验回顾初中电解水实验 增加了绘制电解池工作原理示意图增加了绘制电解池工作原理示意图 电解饱和食盐水的阴极反应电解饱和食盐水的阴极反应:旧教材旧教材2H2H+2e+2e-=H=H2 2 新教材新教材2H2H2 2O+O+2e2e-=H=H2 2+2OH+2OH-对实际工业生产中的装置（电解槽）进行介绍。对实际工业生产中的装置（电解槽）进行介绍。新教材的变化 内容上的变化 双液原电池的引出：新教材18新教材的变化 内容上的变化内容上的变化 资料卡片资料卡片：新教材新教材介绍了电解与元素发现，电有机合成介绍了电解与元素发现，电有机合成电化学保护法电化学保护法：新教材：新教材改进了实验方案，避免了铁氰化钾将铁改进了实验方案，避免了铁氰化钾将铁氧化形成亚铁离子。氧化形成亚铁离子。增加了牺牲阳极法的对比实验。增加了牺牲阳极法的对比实验。增加了金属防护方法的综合评价角度。增加了金属防护方法的综合评价角度。研究与实践研究与实践：暖贴的设计与制作，凸显化学的实用价值。暖贴的设计与制作，凸显化学的实用价值。新教材的变化 内容上的变化 资料卡片：新教材介绍了电解19新教材的变化 内容上的变化内容上的变化 实验活动实验活动：新教材新教材简单的电镀实验、制作简单的燃料电池简单的电镀实验、制作简单的燃料电池 激发激发电化学学习的兴趣，设计型任务更有助于学生对电化学四要电化学学习的兴趣，设计型任务更有助于学生对电化学四要素的认识。素的认识。新教材的变化 内容上的变化 实验活动：新教材简20PART05教学建议PART05教学建议21教学建议 1.1.从能量转化的特点引出铜锌原电池（双液）的装置从能量转化的特点引出铜锌原电池（双液）的装置温度：温度：23.823.8242424.624.6 单液原电池工作时温度升高单液原电池工作时温度升高,电导率下降电导率下降电导率：电导率：3790S/cm3790S/cm 3736S/cm 3736S/cm 3677S/cm 3677S/cm 化学能没有完全转化为电能！化学能没有完全转化为电能！教学建议 1.从能量转化的特点引出铜锌原电池（双液）的装22教学建议 2.2.利用学习活动，完善电化学思维模型利用学习活动，完善电化学思维模型 单液原电池单液原电池双液原电池双液原电池原电池思维模型原电池思维模型教学建议 2.利用学习活动，完善电化学思维模型 23教学建议 解剖化学电源，认识电池构成的四要素解剖化学电源，认识电池构成的四要素利用书后习题进行普通锌锰电池的研究教学建议 解剖化学电源，认识电池构成的四要素利用24教学建议 3.3.从电池的发展史来揭示构成电化学四要素的改进从电池的发展史来揭示构成电化学四要素的改进充分利用教材的“科学史话”和“资料卡片”等内容，使学生理解，在电池发展的过程中，实际上都是对四要素进行的改进。教学建议 3.从电池的发展史来揭示构成电化学四要25教学建议 3.3.从电池的发展史来揭示构成电化学四要素的改进从电池的发展史来揭示构成电化学四要素的改进教学建议 3.从电池的发展史来揭示构成电化学四要26教学建议 4.4.多角度进行教学效果的评价多角度进行教学效果的评价 （1 1）陌生化学电源陌生化学电源书写电极方程式及总方程式书写电极方程式及总方程式请你书写电极方程式及总方程式请你书写电极方程式及总方程式已知：已知：PbSO4难溶于水教学建议 4.多角度进行教学效果的评价 （27教学建议 4.4.多角度进行教学效果的评价多角度进行教学效果的评价 （2 2）总方程式总方程式分析电极反应分析电极反应设计装置图设计装置图已知：电池总反应为 x Li+TiS2 LixTiS2放电请你分析其中的正负极反应，并设计出装置图资料 TiS2是一种微观上具有层状结构的固体材料。充、放电时，TiTiTiTi元素元素元素元素的化合价发生变化的化合价发生变化的化合价发生变化的化合价发生变化，层状结构所带电荷量发生改变，锂离子会因此从其中脱出或嵌入脱出或嵌入脱出或嵌入脱出或嵌入。教学建议 4.多角度进行教学效果的评价 （28教学建议 4.4.多角度进行教学效果的评价多角度进行教学效果的评价 （3 3）给出装置图给出装置图分析电极反应分析电极反应完整分析电池工作过程完整分析电池工作过程负极 Li正极 固体LiCoO2隔膜电解质溶液：Li+：e-请你分析其中的正负极反应，锂离子迁移方向并完整分析该电池的工作过程。简单说明其能够反复充电的理由。教学建议 4.多角度进行教学效果的评价 （29教学建议 5.5.从解决真实问题出发引入电解原理的教学从解决真实问题出发引入电解原理的教学利用水电解器激发学生学习化学的兴趣，引导学生思考工作原理。教学建议 5.从解决真实问题出发引入电解原理的教30教学建议 5.5.从解决真实问题出发引入电解原理的教学从解决真实问题出发引入电解原理的教学从铜矿石到景泰蓝工艺品引出实验室电解粗铜原理教学建议 5.从解决真实问题出发引入电解原理的教31教学建议 5.5.从解决真实问题出发引入电解原理的教学从解决真实问题出发引入电解原理的教学钠在氯气中燃烧电解熔融态氯化钠如何以氯化钠为原料，制备金属钠？从化合价变化的角度分析与电源正负极相连的电极产物，试着书写电极方程式。教学建议 5.从解决真实问题出发引入电解原理的教32教学建议 5.5.从解决真实问题出发引入电解原理的教学从解决真实问题出发引入电解原理的教学通过钠、钙、锶的发现史，引导学生思考：电解时，物质是如何发生的变化？教学建议 5.从解决真实问题出发引入电解原理的教33教学建议 6.6.开展基于实验现象的证据推理活动，宏微结合，提升思维开展基于实验现象的证据推理活动，宏微结合，提升思维 品质品质电极现象放电离子电极反应放电顺序电解氯化铜溶液实验电解氯化铜溶液微观示意图教学建议 6.开展基于实验现象的证据推理活动，宏34教学建议 7.7.从从“具体具体”“”“直观直观”到到“抽象抽象”“”“概括概括”通过分析电解池四要素之间的关系，引导学生系统分析电解过程，利用教材中的方法指引，抽提、概括出电解池思维模型教学建议 7.从“具体”“直观”到“抽象”“概括”35教学建议 8.8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用由电解饱和食盐水的原理，如何设计装置，利用电解原理制备次氯酸钠，请你设计实验装置并完整叙述其工作原理。教学建议 8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理36教学建议 8.8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用由电解氯化铜溶液出发，如何利用电解原理进行粗铜的精炼，请你设计实验装置并完整叙述其工作原理。（1）预测硫酸铜溶液浓度的变化（2）预测阳极泥的成分，并解释原因教学建议 8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理37教学建议 8.8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用由电解精炼铜的原理，设计实验装置，实现铁上镀锌（1）阳极材料如果不用锌，会产生什么影响？（2）对硫酸锌溶液的浓度有什么要求？为什么？教学建议 8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理38教学建议 8.8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用创设富有挑战性的任务，发展电解原理的应用相关素材：（1）利用不同电极，不同pH下，含铬废水的处理问题的分析（2）利用电解原理进行海水淡化（3）利用电解原理进行Fe(OH)2的制备（4）利用电解原理进行二氧化硫吸收液（亚硫酸钠溶液）的再生教学建议 8.创设富有挑战性的任务，发展电解原理39教学建议 9.9.以实验事实为依据，避免思维固化以实验事实为依据，避免思维固化电解饱和食盐水时，为什么两个电极产生的气体体积比不是1:1请做出解释，并提出改进方法。教学建议 9.以实验事实为依据，避免思维固化电解40教学建议 9.9.以实验事实为依据，避免思维固化以实验事实为依据，避免思维固化用石墨电极做阳极，电解熔融态氧化钙时，阳极为什么会有一氧化碳和二氧化碳产生？请你用化学用语解释可能的原因。教学建议 9.以实验事实为依据，避免思维固化用石41教学建议 9.9.以实验事实为依据，避免思维固化以实验事实为依据，避免思维固化教学建议 9.以实验事实为依据，避免思维固化42教学建议 9.9.以实验事实为依据，避免思维固化以实验事实为依据，避免思维固化用石墨电极电解氯化亚铁溶液，不同的电压下，可以在阳极检测到不同产物，由此你能得出什么结论？教学建议 9.以实验事实为依据，避免思维固化用石43教学建议 10.10.用好教材资源，设计丰富多彩的实（验）践活动用好教材资源，设计丰富多彩的实（验）践活动金属的电化学保护比较教学建议 10.用好教材资源，设计丰富多彩的实（44教学建议 10.10.用好教材资源，设计丰富多彩的实（验）践活动用好教材资源，设计丰富多彩的实（验）践活动暖贴的设计与制作简单的电镀实验制作简单的燃料电池教学建议 10.用好教材资源，设计丰富多彩的实（45教学建议 11.11.利用对比的方法强化对电化学模型的认知利用对比的方法强化对电化学模型的认知教学建议 11.利用对比的方法强化对电化学模型的46教学建议 电化学认识模型电化学认识模型 思维路径思维路径实验现象电极名称电极反应微粒运动教学建议 47