2023化學高考復習教案最新
化學高考復習教案如何寫?化學性質是最密切相關的?;瘜W作為微觀和宏觀物質世界之間的重要橋梁,是人類認識和改造物質世界的主要方法和手段之一。下面是小編為大家帶來的化學高考復習教案2023七篇,希望大家能夠喜歡!
化學高考復習教案2023【篇1】
知識與技能:
1、了解電池的分類、優點以及質量優劣的判斷標準。
2、了解電池工業發展的現狀和前景。
3、掌握常見的幾種化學電池的反應原理、性能及其應用。
過程與方法:
通過閱讀、觀察、對比、分析、討論等方法,了解常見的幾種化學電池在性能和應用上的優缺點。運用上一節學習的原電池原理分析常見的幾種化學電池的工作原理,并能寫出相應的電極反應式和總的化學方程式。
情感態度與價值觀:
讓學生在對原電池的技術產品——各種化學電源的原理、應用有一個較為理性的認識后,感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環境問題,初步形成較為客觀、正確的能源觀,增強學生的環保意識。
教學重點:一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理、性能及其應用。
教學難點:化學電池的反應原理。
教學過程:
[引入] 在日常生活和學習,你用過哪些電池?其中哪些屬于化學電池?它們在哪些方面得到應用?
[投影] 介紹幾種化學電源。
[學生閱讀]:課本P74,
[問題討論]:
化學電源與其它電源相比較有哪些優點?
判斷電池的優劣標準主要是什么?
目前化學電池主要分為哪幾大類?主流產品有哪些?在性能方面它們各自有何特點?產生電能的基本原理是什么?
[幾類常見化學電池的介紹]
一、一次電池
[講解] 1、干電池構造
[投影] 介紹干電池構造。
[學生練習] 書寫干電池的電極方程式。
[提問] (1)有什么不足之處?怎樣進行改進?
(2)不改變Zn取材,如何使它放電電流大幅度提高?
[講解] 隨著用電器朝著小型化、多功能化發展的要求,對電池的發展也提出了小型化、多功能化發展的要求。體積小、性能好的堿性鋅-錳電池應運而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變為離子導電性更好的堿性,負極也由鋅片改為鋅粉,反應面積成倍增長,使放電電流大幅度提高。
[學生閱讀] 課本P75,了解堿性鋅錳電池的構造和工作原理。
[結合投影講解] 堿性鋅錳電池的構造和工作原理。
[學生練習] 書寫電極反應式。
[投影] 普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池的放電曲線圖。
[學生討論] 找出堿性鋅錳電池的優點。
資料介紹:
[學生閱讀] 課本P75,了解鋅銀原電池,鋰電池。
[問題討論] 干電池的使用極大的浪費了有限的金屬資源,怎樣解決這個問題?
二、二次電池
[結合投影講解] 蓄電池的結構,播放蓄電池的充電和放電動畫。
[學生練習] 書寫蓄電池放電時的電極方程式。
三、燃料電池
[學生閱讀] 課本P77
[問題討論]
什么是燃料電池?
用什么作電極材料?它們的作用是什么?
燃料電池的工作原理。
寫出電極反應的離子方程式和總反應化學方程式。
化學高考復習教案2023【篇2】
一、教材分析
1、教材的地位及其作用
本節內容人教版化學選修四的第四章第二節,課程標準對其要求是通過查閱資料了解常見電源種類及其工作原理。前面關于原電池的學習,是了解化學能怎樣轉換成電能的理論性問題,而本節教學是要進一步了解依據原電池原理開發的技術產品――化學電池。
化學電池是一類應用范圍廣、實用性強的電源,小到手表、單放機、兒童玩具、大到航空航天、衛星通信,幾乎無處不在。因此學生在過去的學習和生活中已經對許多不同類型的電池有所了解,本節內容也正是為了要學生能自覺的將自己已經積累的感性知識與新課教學內容緊密聯系起來。
2、教材內容分析:
在具體知識方面,教科書概要性地介紹了電池的分類、優點以及質量優劣的判斷標準,并以三大類型電池――一次電池、二次電池、燃料電池的相關知識為主線,以堿性鋅錳電池、鉛蓄電池和氫氧燃料電池為代表,簡單介紹了電池的基本構造、工作原理、性能和適用范圍。本節內容注重電化學知識與科技發展的緊密聯系,教科書中提供了“鋅銀電池”、“鋰電池”“微型燃料電池”等閱讀材料,目的是幫助學生了解電池工業發展的現狀和前景。在教學中,我們還應密切關注能源、環保方面的時事新聞,關注科技發展的動態,以適時地為教學補充相關素材。
二、學生分析:
高二的學生能夠通過對實驗現象的觀察、有關數據的分析和得出相關結論,具有一定的觀察能力、實驗能力和思維能力。而且通過前一階段的學習,學生已經知道電池工作的基本原理,在這里,主要是結合現今科技的發展,使學生了解新型燃料電池的組成和工作原理;了解化學與人類生產、生活的密切關系,發展學生學習化學的興趣。
三、教學目標:
知識與技能:了解電池的一般分類;了解常見的化學電源的種類及其原理,知道它們在生產生活和國防中的應用; 掌握幾種典型化學電池的電極反應
過程和方法:學會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息;結合生產、生活實際,學習常見化學電池的組成和應用,學習科學探究的基本方法,提高科學探究能力;善于與人合作,具有團隊精神。
情感態度和價值觀:感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環境問題,初步形成較為客觀、正確的能源觀。
四、教學重難點:
掌握幾種典型電池的用途和特點;
掌握幾種典型化學電池的電極反應。
五、課時安排:一課時
六、教學過程:
[情景導入]:在日常生活中,你用過那些電池?你知道電池的其它應用嗎?
[交流結果]:干電池、蓄電池、紐扣電池、燃料電池,電池可用于照明、電動車動力、手機電源、手表電源等,那么本節課我們來學習化學電源的有關知識。
[板 書]:第二節 化學電源
[指導閱讀]:閱讀教材74頁,思考下列問題
1、目前化學電池主要分為哪幾個大類?在性能等方面它們各有什么特點?
2、化學電池與其他能源相比有哪些優點?
3、判斷電池的優劣標準主要是什么?
[板 書]:第二節、化學電源
1、概念:是將化學能轉化為電能的裝置
①、一次電池又稱不可充電電池——如:干電池。
2、分類: ②、二次電池又稱充電電池——蓄電池。
③、燃料電池。
①、能量轉換效率高,供能穩定可靠。
3、優點: ②、可以制成各種形狀和大小、不同電壓的電池,使用方便。
③、易維護,可在各種環境下工作。
[看 圖]:圖4-2電池及其用途。面對許多原電池,我們怎樣判斷其優劣或適合某種需要?
①、比能量:[符號(A·h/kg),(A·h/L)]
[板 書]:4、電池優劣的判斷標準: ②、比功率:[符號是W/kg,W/L)]
③、比時間:電池的儲存時間的長短
[過 渡]:展示出幾種一次電池:普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、銀鋅電池、鋰電池等,下面介紹常見化學電池的工作原理和化學電池的電極反應。
[板 書]:一、一次電池
[講 述]:最常見的一次電池為鋅錳電池。傳統的鋅錳干電池,其正極材料采用活性較低的天然二氧化錳,隔離物是淀粉和面粉的漿糊隔離層,電解液是以NH4Cl為主的氯化銨、氯化鋅水溶液,負極是鋅筒。
[板 書] :(1)普通鋅錳電池的電極反應為:
負極:Zn - 2e- = Zn2+;
正極:2NH4++2e-= 2NH3+H2; 2MnO2+H2=2MnO(OH)
正極產生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3(4]2+
總反應: Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3(2Cl2+Mn2O3+H2O
或2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3(4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O
[講 述]:傳統的鋅錳干電池放電性能一般較差,容量較低。堿性鋅錳電池又稱堿錳電池,俗稱堿性電池,用高導電性的氫氧化鉀溶液替代了氯化銨、氯化鋅溶液,負極鋅也由片狀改變成粒狀,增大了負極的反應面積,加之采用了高性能的電解錳粉,電性能得以很大提高。
(2)堿性鋅錳電池的電極反應為:
負極(鋅筒):Zn +2OH-—2e—= Zn(OH)2;
正極(石墨):正極:2MnO2+2H2O+2e-= 2MnOOH+2OH-
電池的總反應式為:Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn(OH)2
[講解分析]:堿性鋅錳電池比普通鋅錳干電池好,比能量和儲存時間有所提高,使用于大電流和連續放電,是民用電池更新換代產品。
[指導閱讀]:請閱讀P75的資料卡片---銀鋅電池,思考銀鋅電池的工作原理是什么?
[板 書]:2、銀鋅電池:
負極:Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O
正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
銀鋅電池充電和放電的總化學方程式為:Zn+Ag2O EMBED PBrush 2Ag+ ZnO
[講解分析]:常見的鈕扣電池也是銀鋅電池,它用不銹鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒,盒內靠正極盒一端充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料,負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料,電解質溶液為KOH濃溶液,溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜,將電極與電解質溶液隔開。
優點:比能量電壓穩定、儲存時間長,使用于小電流和連續放電,常制成微型電池或紐扣電池等,如電子表或計算器上的電池。
[師]:一粒鈕扣電池的電壓達1(59 V,安裝在電子表里可使用兩年之久。
[典型例題]:例1、1958年世界上第一個心臟起搏器在瑞典植入人體成功,使用壽命長達10年之久.這種能源起搏器中安裝了壽命最長、可靠性最高的鋰—碳電池.這種電池容量大,電壓穩定,能在-56.7~71.1℃溫度范圍內正常工作,現已在火箭、移動電話、筆記本電腦中廣泛使用.它采用鋰和石墨作電極,四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯中(SOCl2)組成電解質溶液.電池總反應為:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S.
(1)、此電池中_______作負極,電極反應為_______,_______作正極.
(2)、該電池用于心臟起搏器時,在生理上的作用是_______。
[答 案]:1、C 2、(1)鋰,Li-e- =Li+,石墨.(2)起搏器遵循天然心臟的工作原理通過向心臟發送電脈沖以控制心臟的跳動。
[簡單介紹]:3、鋰電池:鋰電池是金屬鋰作負極,石墨作正極,無機溶劑亞硫酰氯(SO2Cl2(在炭極上發生還原反應。電解液是由四氯鋁化鋰(LiAlCl4(溶解于亞硫酰氯中組成。它的總反應是鋰與亞硫酰氯發生反應,生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。
8Li+3SO2Cl2=6LiCl+Li2SO3+2S
鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負極,跟用相同質量的其它金屬作負極相比較,能在較小的體積和質量下能放出較多的電能,放電時電壓十分穩定,貯存時間長,能在216(3—344(1K溫度范圍內工作,使用壽命大大延長。鋰電池是一種高能電池,它具有質量輕、電壓高、工作效率高和貯存壽命長的優點,因而已用于電腦、照相機、手表、心臟起博器上,以及作為火箭、導彈等的動力資源。
[過 渡]:在一次電池的基礎上發展的二次電池更加的經濟實用,它在放電時進行的氧化還原反應,在充電時可以逆向進行(一般是通過充電器將交流電轉變為直流電進行充電),使電池恢復到放電前的狀態。這樣可以實現化學能轉變為電能(放電),再由電能轉變為化學能(充電)的循環。
[板 書]:二、二次電池
1、鉛蓄電池
[指導閱讀]:請閱讀P76的圖片---鉛蓄電池,思考鉛蓄電池的工作原理是什么?
[講解分析] 鉛蓄電池可放電亦可充電,它是用硬橡膠和透明塑料制成長方形外殼,在正極板上有一層棕褐色的PbO2,負極是海棉狀的金屬鉛,兩極均浸入硫酸溶液中,且兩極間用橡膠或微孔塑料隔開。
[板 書]:⑴、放電的電極反應為:
負極:Pb+ EMBED Equation.2 -2e( =PbSO4↓
正極:PbO2+4H++ EMBED Equation.2 +2e( =PbSO4↓+2H2O
總反應式:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4↓+2H2O
[講解分析]:鉛蓄電池的電壓正常情況下保持2(0 V,當電壓下降到1(85 V時,即當放電進行到硫酸濃度降低,溶液密度達1(18 g / cm3時即停止放電,而需要將蓄電池進行充電,其電極反應為:
[板 書]:⑵、充電的電極反應:
陽極:PbSO4+2H2O-2e( =PbO2+4H++ EMBED Equation.2
陰極:PbSO4+2e( =Pb+ EMBED Equation.2
[講 述]:1. 一次電池和二次電池均稱為化學電源,化學電源的電極材料一般由能導電的物質組成,負極為還原性較強的物質(大多數是金屬電極本身),正極為氧化性較強的物質,電解液為酸、堿和鹽溶液或某些熔融鹽。其他原理與原電池的原理相同。
2. 一次電池只能放電一次,一次電池內部則簡單得多,它不需要調節一次電池內部的氧化還原反應之間的可逆性變化,一次電池的質量比容量和體積比容量均大于一般充電電池,但內阻遠比二次電池大,因此負載能力較低,另外,一次電池的自放電能力遠小于二次電池。
[過 渡]:目前汽車上使用的電池,有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩定,使用方便、安全、可靠,又可以循環使用,因此廣泛應用于國防、科研、交通、生產和生活中。但是比較笨重。因此出現了大有發展前景的燃料電池
[板 書]:三、燃料電池
[師]:燃料電池是使燃料與氧化劑反應直接產生電流的一種原電池,所以燃料電池也是化學電源。
[講 述]:1. 燃料電池與其它電池不同,它不是把還原劑、氧化劑物質全部貯存在電池內,而是在工作時,不斷地從外界輸入,同時把電極反應產物不斷排出電池。因此,燃料電池是名符其實地把能源中燃料燃燒反應產生的化學能直接轉化為電能的“能量轉換器”。
2. 燃料電池的正極和負極都用多孔炭和多孔鎳、鉑、鐵等制成。從負極連續通入氫氣、煤氣、發生爐煤氣、水煤氣、甲烷等氣體;從正極連續通入氧氣或空氣。電解液可以用堿(如氫氧化鈉或氫氧化鉀等(把兩個電極隔開。化學反應的最終產物和燃燒時的產物相同。
3. 當前廣泛應用于空間技術的一種典型燃料電池就是氫氧燃料電池,它是一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領域。它的電極材料一般為活化電極,碳電極上嵌有微細分散的鉑等金屬作催化劑,如鉑電極、活性炭電極等,具有很強的催化活性。電解質溶液一般為40%的KOH溶液。
[板 書]:1、氫氧燃料電池(堿性)
⑴、電極反應: 負極:2H2+4OH——2e—=4H2O
正極:O2+2H2O+2e—=4OH—
⑵、電池的總反應為:2H2 + O2 = 2H2O
氫氧燃料電池(酸性)
電極反應: 負極:2H2+4OH--4e-==4H2O
正極:O2+2H2O+4e-==4OH-
⑵、電池的總反應為:2H2 + O2 = 2H2O
[講 述]:優點:能量轉化率高,達70%以上,且其燃燒的產物為水,因此不污染環境。
另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷(燃料(和氧氣(氧化劑(。電極反應式為:
[板 書]:2、甲烷(燃料(和氧氣(氧化劑(燃料電池:
負極:CH4+10OH--8e( = EMBED Equation.2 +7H2O;
正極:4H2O+2O2+8e( =8OH(。
電池總反應式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
[歸納講述]:能夠燃燒的物質在一定條件下都能和相應的氧化劑(常用的是氧氣)構成燃燒電池,可燃物(還原劑)做負極,氧化劑做正極。書寫電極反應時要特別考慮電解質溶液的影響,尤其是電解質溶液的酸堿性。
[板 書]:3、書寫由化學方程式書寫電極反應式注意點:
①、找出氧化反應和還原反應的物質,確定正負極反應的物質;
②、利用電荷守恒分別寫出電極反應式;
③、負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物,與溶液的酸堿性有關
(如+4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在堿性溶液中以CO32-形式存在;溶液中不存在O2-:在酸性溶液中它與H+結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH-;)
④、驗證:兩電極反應式相加所得式子和原化學方程式相同,則書寫正確。
[簡單介紹]:目前已研制成功的鋁—空氣燃料電池,它的優點是:體積小、能量大、使用方便、不污染環境、耗能少。這種電池可代替汽油作為汽車的動力,還能用于收音機、照明電源、野營炊具、野外作業工具等。并且這種電池的效率高、無污染,裝置可持續使用。
[課堂小結]:任何一個氧化還原反應都可以設計成原電池。氧化劑和還原劑之間轉移電子要通過導線(導體)傳遞才能實現,這樣就形成了電流,將化學能轉變為電能。
七、板書設計:
第二節、化學電源
1、概念:是將化學能轉化為電能的裝置
①、一次電池又稱不可充電電池——如:干電池。
2、分類: ②、二次電池又稱充電電池——蓄電池。
③、燃料電池。
①、能量轉換效率高,供能穩定可靠。
3、優點: ②、可以制成各種形狀和大小、不同電壓的電池,使用方便。
③、易維護,可在各種環境下工作。
①、比能量:[符號(A·h/kg),(A·h/L)]
4、電池優劣的判斷標準: ②、比功率:[符號是W/kg,W/L)]
化學高考復習教案2023【篇3】
一、教學設想
動手實踐、自主探索與合作交流是新課程標準強調學生學習的重要方式。在教學過程中,為了更好的指導學生自主學習、合作學習、自主探索,在實踐中獲得知識,從而體現建構主義“以學生為中心”的教育思想,我將教材內容與研究性學習結合在一起,根據學生的年齡特征及認知規律,設計了“由實踐到理論,理論指導實踐”的教學思路。
二、教材分析
1.教材的地位和作用
《化學電源》選自普通高中課程標準實驗教科書(山東科技版)《化學反應原理》(選修)第一章第三節。在學習了原電池的工作原理后,通過對化學電源的學習,可以使學生了解原電池的實際應用,加深學生對原電池原理的理解,使學生的認識上升。
2.教學目標
根據課程標準、教材內容的特點,結合學生的實際情況,確定如下教學目標。
(1)知識與技能
①通過查閱資料,了解電池的發明發展史,認識電池的分類、構造、主要用途及對環境的危害,培養獲取、分析、加工、利用信息的技能。
②了解三種常見化學電源的構造、工作原理及應用,并能設計一些簡單的原電池裝置。
③通過實驗探究鞏固學生實驗操作的基本理論與技能。
(2)過程與方法
①通過查閱資料,使學生感悟求知過程,拓展所學的知識,培養學生收集處理信息,分析歸納的能力。
②通過用Flash展示三類化學電源的工作原理、探究過程的體驗與交流,培養學生實驗設計的能力、發散式思維能力、創新能力、表達能力、與人溝通交流、合作的能力,鍛煉學生的思維品質,培養創新精神。
③使學生體會由實踐到理論、再由理論指導實踐的科學方法。
(3)情感態度與價值觀
①通過資料的查找,激發學生探索化學科學奧秘的興趣,使學生保持對科學的求知欲。
②通過實驗探究,讓學生嘗試獲得成功的體驗,培養他們的創新精神和一絲不茍的科學態度,激發了學生對生活的熱愛和憧憬
③通過關注廢舊電池的污染,滲透“綠色化學”意識教育,增強學生的環保意識,激發學生的社會責任感。
3.教學重點、難點
重點:三種常見化學電源的基本構造及工作原理、設計化學電池的探究。
難點:三種常見化學電源的基本構造及工作原理。
三、教學方法
本節內容較為新穎,但課程標準對化學電源的要求較低,故主要運用了如下教學方法:
1.發現學習:美國教育家布魯納認為,學生學習的基本結構是通過學生的發現去構造的。因此,課前教師先提出關于化學電源的課題知識(見實驗報告表1),學生自由選擇一主題利用信息源進行收集資料,教師從旁引導學生自己進行分析整合,幫助學生沿著知識框架不斷攀升,使學生對化學電源的理解產生一個新的飛躍。
2.協作式教學法:本節課的教學過程始終貫穿著協作教學法,體現了皮亞杰建構主義理論,例如:課前收集資料、調查結果的匯報交流、實驗探究過程等。
3.實驗探究法:美國教育家杜威認為,知識絕對不是固定、永恒不變的,它是作為探究過程的結果,同時也是作為另一個探究過程的起點。實驗探究過程讓學生獲得知識,體驗成功的喜悅,同時激發他們向更高目標發出挑戰。
4.形象教學法:教學中運用實物、視頻、生動的動畫課件,強調重點、分散難點,將具體感知和理論思維相結合,提高理論教學和實驗教學的直觀性、生動性和趣味性。
四、學習方法
“教是為了不教,學是為了會學”,教學的落腳點就是為了讓學生“會學”即讓學生自主學習、合作學習與探究學習。為此,教學過程中指導學生采取多種學習方法開展學習活動,有收集資料、分析歸納的自主學習方法,交流、表達、合作的學習方法,實驗探究、討論的學習方法等。
五、教學準備
1.學生準備
課前一周把學生分為若干個小組,每小組任選其中一種化學電源,并根據實驗報告表1的知識框架查閱書籍、報刊或網站,開展資料收集工作,如:實物的獲取、實地拍照、收集圖片、制作課件等。培養了學生獲取,分析、加工、合作、整合信息的技能。
2.教師準備
布置實驗員在實驗室為每小組(兩人一組)準備實驗探究的用品:銅片、鋅片、鐵片、碳棒、檢流計、小燈泡、導線、大燒杯、硫酸銅溶液、稀硫酸、兩個西紅柿、兩顆颶風葡萄。
六、教學流程
這節課按:創設情境、引入新課 →展示課前收集成果、評價交流→實驗探究、拓展延伸→交流收獲、前景展望→歸納總結等環節進行教學。
1.創設情境、引入新課
化學高考復習教案2023【篇4】
教學目標
1.知識與技能:
(1)一次電池與二次電池的區別
(2)一次電池、二次電池電極反應的
(3)書寫理解燃料電池的反應原理
2.過程與方法:
通過查閱資料等途徑了解常見化學電源的種類及工作原理,認識化學能轉化為電能在生產生活中的實際意義。掌握三類電池的基本構造、工作原理、性能和適用范圍。
3.情感態度價值觀:
通過化學能與電能相互轉化關系的學習,使學生從能量的角度比較深刻地了解化學科學對人類的貢獻,體會能量守恒的意義。在探究三種電池的基礎上,學會利用能源與創造新能源的思路和方法,提高環保意識和節能意識。
教學重點
一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理、性能及其應用
教學難點
化學電池的反應原理
教學方法
實驗探究法、分析歸納法、理論聯系實際。
主要教具
實驗儀器藥品、多媒體
教 學 過 程
學與問]在日常生活中,你用過那些電池?你知道電池的其它應用嗎?
投影]
EMBED PowerPoint.Slide.8
交流結果]干電池、蓄電池、紐扣電池、燃料電池,電池可用于照明、電動車動力、手機電源、手表電源等。
板書]第二節 化學電源
問]什么是化學電池?
回答]化學電池是將化學能轉化為電能的裝置。
講]化學電源的分類:一次電池、二次電池和燃料電池等。一次電池的活性物質消耗到一定程度就不能再用了,如普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池;二次電池又稱充電電池或蓄電池,放電后再充電可以使活性物質再生,這類電池可多次重復使用。
板書]一、化學電源
1、化學電源的分類:一次電池、二次電池和燃料電池等。
交流]電池與其他能源相比,其優點有那些?
講]能量轉化率高、供能穩定、可以制成各種大小和形狀、不同容量和電壓的電池或電池組,使用方便,易于維護,并可在各種環境下工作。
板書]2、化學電源的優點:
(1)能量轉換效率高,供能穩定可靠。
(2)可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組,使用方便。
(3)易維護,可在各種環境下工作。
投影]圖4-2電池及其用途
問]面對許多原電池,我們怎樣判斷其優劣或適合某種需要?
講]看單位質量或單位體積所輸出電能的多少,或輸出功率大小以及電池儲存時間長短。除特殊情況外,質量輕、體積小而輸出電能多,功率大儲存時間長的電池,更適合電池使用者。
板書] 3、原電池的優劣或適合某種需要判斷標準:
(1)比能量
(2)比功率
(3)電池的儲存時間的長短
展示]幾種一次電池:普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、銀鋅電池、鋰電池等
板書]二、一次電池
講]普通鋅錳干電池的簡稱,在一般手電筒中使用鋅錳干電池,是用鋅皮制成的鋅筒作負極兼做容器,中央插一根碳棒作正極,碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物,并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜,隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調成糊狀作電解質溶液;電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl 和淀粉糊作電解質,還填有MnO2作去極化劑(吸收正極放出的H2 ,防止產生極化現象,即作去極劑(,淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速率。
板書]1、 堿性鋅錳干電池:
負極(鋅筒):Zn +2OH-—2e—= Zn(OH)2;
正極(石墨):正極:2MnO2+2H2O+2e-= 2MnOOH+2OH-
電池的總反應式為:Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn(OH)2
講] 正極生成的氨被電解質溶液吸收,生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。干電池的電壓1(5 V—1(6 V。在使用中鋅皮腐蝕,電壓逐漸下降,不能重新充電復原,因而不宜長時間連續使用。這種電池的電量小,在放電過程中容易發生氣漲或漏液。而今體積小,性能好的堿性鋅—錳干電池是電解液由原來的中性變為離子導電性能更好的堿性,負極也由鋅片改為鋅粉,反應面積成倍增加,使放電電流大加幅度提高。堿性干電池的容量和放電時間比普通干電池增加幾倍。
講]根據投影講解結構。優點:比普通鋅錳干電池好,比能量和儲存時間有所提高,使用于大電流和連續放電,是民用電池更新換代產品。
閱讀]資料卡片---銀鋅電池。
講] 銀鋅電池是一種高能電池,它質量輕、體積小,是人造衛星、宇宙火箭、空間電視轉播站等的電源。目前,有一種類似干電池的充電電池,它實際是一種銀鋅蓄電池,電解液為KOH溶液。
常見的鈕扣電池也是銀鋅電池,它用不銹鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒,盒內靠正極盒一端充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料,負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料,電解質溶液為KOH濃溶液,溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜,將電極與電解質溶液隔開。一粒鈕扣電池的電壓達1(59 V,安裝在電子表里可使用兩年之久。
板書]2、銀鋅電池:
負極:Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O
正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
銀鋅電池充電和放電的總化學方程式為:
Zn+Ag2O EMBED PBrush 2Ag+ ZnO
閱讀]資料卡片—鋰電池。
講] 鋰電池是金屬鋰作負極,石墨作正極,無機溶劑亞硫酰氯(SO2Cl2(在炭極上發生還原反應。電解液是由四氯鋁化鋰(LiAlCl4(溶解于亞硫酰氯中組成。它的總反應是鋰與亞硫酰氯發生反應,生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。
板書]3、鋰電池
8Li+3SO2Cl2=6LiCl+Li2SO3+2S
講]鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負極,跟用相同質量的其它金屬作負極相比較,能在較小的體積和質量下能放出較多的電能,放電時電壓十分穩定,貯存時間長,能在216(3—344(1K溫度范圍內工作,使用壽命大大延長。鋰電池是一種高能電池,它具有質量輕、電壓高、工作效率高和貯存壽命長的優點,因而已用于電腦、照相機、手表、心臟起博器上,以及作為火箭、導彈等的動力資源。
板書]三、二次電池
投影]鉛蓄電池
講]鉛蓄電池可放電亦可充電,它是用硬橡膠和透明塑料制成長方形外殼,在正極板上有一層棕褐色的PbO2,負極是海棉狀的金屬鉛,兩極均浸入硫酸溶液中,且兩極間用橡膠或微孔塑料隔開。
分析]放電時起原電池的作用。
板書] 1、鉛蓄電池
負極:Pb-2e-+SO42-=PbSO4
正極:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
蓄電池充電和放電的總化學方程式為:
Pb+PbO2+2H2SO4 EMBED PBrush 2PbSO4+2H2O
講]當放電進行到硫酸的濃度降低,溶液的密度達到1.18g/cm3時應停止使用,需充電,充電時起電解池的作用。
投影]資料:隨著人們生活水平的提高和現代化通信業的發展,人們使用電池的機會愈來愈多,手機、尋呼機、隨身聽、袖珍收音機等都需要大量的二次電池作電源??芍貜统潆娛褂玫亩坞姵厥袌鲋饕ㄦ囨k、鎳氫、鋰離子和鋁箔包裝的鋰高分子電池等4種。
板書]四、燃料電池
講] 燃料電池是將燃料化學能直接轉化為電能的裝置。與一般電池不同的是,其所需的化學燃料并不儲存了電池內部,而是從外部供應,便于燃料的補充,從而電池可以長時間甚至不間斷地工作。另一方面,燃料電池除了電池本身之外,還需要燃料和氧化劑供應等配套部件與電池堆一起構成一個完整的燃料電池系統。
按電解質劃分,燃料電池大致上可分為五類:堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)。
投影]氫氧燃料電池。
板書]1、燃料電池(堿性)
電極反應:負極:2H2+4OH——2e—=4H2O
正極:O2+2H2O+2e—=4OH—
電池的總反應為:2H2 + O2 = 2H2O
講]該電池的特點是能量轉化率高,可達70%以上,且其燃燒的產物為水,因此不污染環境。
講]燃料電池應用前景:燃料電池由于具有能量轉換效率高、對環境污染小等優點而受到世界各國的普遍重視。燃料電池是唯一同時兼備無污染、高效率、適用廣、無噪聲和具有連續工作和積木化的動力裝置。預期燃料電池會在國防和民用的電力、汽車、通信等多領域發揮重要作用。
廢舊電池中含有汞、鉛、鎘、鎳等重金屬及酸、堿等電解質溶液,對人體及生態環境有不同程度的危害。如當成資源,加以回收利用,即可減少對環境污染,又可節約能源。
專題訓練]對比掌握11種原電池
原電池電極反應式的書寫格式:電極名稱(電極材料):氧化還原反應的半反應(氧化還原類型)
1、銅鋅非氧化性強酸溶液的原電池(伏打電池)
(電極材料:銅片和鋅片,電解質溶液:稀硫酸)
(1)氧化還原反應的離子方程式:Zn+2H+ = Zn2+ + H2↑
(2)電極反應式及其意義
正極(Cu):2H+ +2e-=H2↑(還原反應);
負極(Zn):Zn -2e-=Zn2+ (氧化反應)。
意義:在標準狀況下,正極每析出2.24升氫氣,負極質量就減小6.5克。
(3)微粒移動方向:
①在外電路:電流由銅片經用電器流向鋅片,電子由鋅片經用電器流向銅片。
②在內電路:SO (運載電荷)向鋅片移動,H+ (參與電極反應)向銅片移動的電子放出氫氣。
2、銅鋅強堿溶液的原電池
(電極材料:銅片和鋅片,電解質溶液:氫氧化鈉溶液)
(1)氧化還原反應的離子方程式:Zn +2OH- =ZnO + H2 ↑
(2)電極反應式及其意義
①正極(Cu): 2H2O+2e- =H2 ↑+2OH-
②負極(Zn): Zn +4OH--2e-=ZnO +2H2O
意義:在標準狀況下,正極每析出2.24升氫氣,負極質量就減小6.5克。
(3)微粒移動方向:
①在外電路:電流由銅片經用電器流向鋅片,電子由鋅片經用電器流向銅片。
②在內電路:OH-(參與溶液反應)向鋅片移動遇到Zn2+發生反應產生ZnO ,Na+(運載電荷)向正極移動。
3、鋁銅非氧化性強酸溶液的原電池
(電極材料:銅和鋁;電解質溶液:稀硫酸。)
(1)氧化還原反應的離子方程式:2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
(2)電極反應式及其意義
正極(Cu):6H+ +6e- =3H2↑(還原反應);
負極(Al):2Al -6e-=2Al3+ (氧化反應)。
意義:在標準狀況下,正極每析出6.72升氫氣,負極質量就減小5.4克。
(3)微粒移動方向:
①在外電路:電流由銅片經用電器流向鋁片,電子由鋁片經用電器流向銅片。
②在內電路:SO (運載電荷)向鋁片移動,H+ (參與電極反應)向銅片移動得電子放出氫氣。
4、銅鋁強堿溶液的原電池
(電極材料:銅片和鋁片,電解質溶液:氫氧化鈉溶液)
(1)氧化還原反應的離子方程式:2Al +2OH- +2H2O=2AlO + 3H2 ↑
(2)電極反應式及其意義
①正極(Cu): 6H2O+6e- =3H2 ↑+6OH-
②負極(Al): 2Al +8OH--6e-=2AlO +4H2O
意義:在標準狀況下,正極每析出6.72升氫氣,負極質量就減小5.4克。
(3)微粒移動方向:
①在外電路:電流由銅片經用電器流向鋁片,電子由鋁片經用電器流向銅片。
②在內電路:OH-(參與溶液反應)向鋁片移動遇到Al3+發生反應產生AlO ,Na+(運載電荷)向正極移動。
化學高考復習教案2023【篇5】
4.2化學電源教案 新人教版選修4
課題 原電池第四章 第二節 化學電源 課型 新授 課 授課人 高二化學任教 時間 1月20日 班級 高二化學 教學目標 重點 1.掌握幾 種典型電池的用途和特點.2.掌握幾種典型化學電池的電極 反應 難點 1.掌握幾種典型電池的用途和特點. 2.掌握幾種典型化學電池的電極反應 教學方法 講授法、合作探究法 教學環節 教學內容 總體設計 個性化設計 時間 組織教學
復習提問
導入新課
講授新課
師生相互問好
原電池的工作原理
已復習內容導入新課
一、化學電池的種類
二 典型電池的介紹
1.堿性鋅—錳干電池:
負極:Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正極:2MnO 2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
電解質:KO H
電池反應:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
指名背誦
創設情境
幻燈展示
師生共同完成
各組討論,搶答
1
5
課堂小結
鞏固練習
布置作業 銀鋅鈕扣電池
化學高考復習教案2023【篇6】
教學目標
知識技能:掌握化學反應的實質,理解離子反應及離子方程式的意義;根據化學反應發生的條件對比掌握離子反應發生的條件和離子方程式的書寫方法,化學教案-氧化還原。
能力培養:通過觀察實驗現象學會分析、探究化學反應的實質,培養學生的抽象思維能力。
科學思想:通過觀察的化學現象及反應事實,使學生了解研究事物從個別到一般的思想方法,體驗研究問題,尋找規律的方法。
科學品質:通過實驗操作,培養學生動手參與能力,對反應現象的觀察激發學生的興趣;培養學生嚴謹求實、勇于探索的科學態度。
科學方法:觀察、記錄實驗;對反應事實的處理及科學抽象。
重點、難點 離子反應發生的條件和離子方程式的書寫方法。
教學過程設計
教師活動
學生活動
設計意圖
【提問】復分解反應能夠發生的條件是什么?并對應舉例說明。
【評價】給予肯定。
【指導實驗】全班分為三大組,分別做下面的三組實驗,并觀察記錄:
一、硝酸銀溶液分別跟鹽酸、氯化鈉、氯化鉀的反應;
回答:復分解反應是電解質在水溶液中進行的,這類反應必須在生成物中有沉淀、氣體、難電離的物質三者之一才能發生。
例:(1)在反應里生成難溶物質。如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等。
BaCl2+H2SO4=BaSO4↑+2HCl
(2)在反應里生成氣態物質,如CO2、H2S、Cl2等。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)在反應里生成弱電解質,如:水、弱酸、弱堿等。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
分組實驗,并記錄觀察到的現象。
一、均有白色沉淀生成;
復習復分解反應發生的條件;訓練學生實驗觀察能力,根據提出的問題和實驗結果引起學生產生強烈的求知欲望。
續表
教師活動
學生活動
設計意圖
二、鹽酸跟碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣的反應;
三、硝酸跟碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣的反應。
【追問】分別討論三組實驗,參加反應的物質不同,為什么每一組會產生同樣的現象?在筆記本上完成其化學方程式。
【講解】酸、堿、鹽都是電解質,在水的作用下能電離(強調離子表示方法)。這些電解質在溶液里發生的反應實質上是離子間反應。
【練習】書寫如下電離方程式:HCl、AgNO3、NaCl、KCl、HNO3、Na2CO3、K2CO3。
【板書】一、離子反應
1.離子反應
電解質在溶液里所起的反應屬于離子反應。如:復分解反應和在溶液中進行的置換反應等。
【過渡】用什么式子來表示離子反應呢?前面已經通過實驗證明AgNO3與NaCl、HCl、KCl均能發生反應,并有白色沉淀生成,請同學分別寫出上述實驗的化學方程式。
二、均產生無色、無味的氣體;
三、均產生無色、無味的氣體。
思考并討論、猜想。
回答:復分解反應均是在溶液中進行的,溶質在溶液中大多數是以離子形式存在的。雖然反應物不同,但都含有某些相同的離子。比如鹽酸、氯化鈉、氯化鉀在溶液中均電離出氯離子,跟AgNO3電離出的Ag+結合,所以均產生白色沉淀氯化銀。
練習:
HCl=H++Cl-
HNO3=H++NO3-
AgNO3=Ag++NO3-
NaCl=Na++Cl-
KCl=K++Cl-
完成練習
AgNO3+HCl=
AgCl↓+HNO3
AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
AgNO3+KCl=
AgCl↓+KNO3
復習鞏固舊知識,引出新知識,化學教案《化學教案-氧化還原》。
續表
教師活動
學生活動
設計意圖
【講解】先把溶液中易電離的物質改寫成離子的形式,把難溶的物質仍寫成化學式。反應前溶液中大量存在著四種離子(Ag+、NO3-、H+、Cl-)。由于Ag+和Cl-結合成難溶于水的AgCl沉淀,溶液里的Ag+和Cl-迅速減少,反應向右進行。把反應前后沒有變化的H+和NO3-即實際沒有參加反應的離子的符號刪去就寫成了“離子方程式”。
【板書】2.離子方程式
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
1.概念:用實際參加反應的'離子的符號來表示離子反應的式子叫做離
子方程式。
【練習】把上述AgNO3跟NaCl、KCl反應的實驗現象用離子方程式表示。
【設問】通過完成AgNO3分別與HCl、NaCl、KCl反應的離子方程式,你們發現了什么?
離子方程式的意義有以下兩個方面。
【板書】2.意義
①能揭示反應的實質;
②不僅表示某一個反應,而且表示所有同一類型的離子反應。
【提問】Ag++Cl-=AgCl↓代表的意義是什么?
【講解】怎樣書寫離子方程式呢?可分成“寫、改、刪、查”四步。以石灰石跟稀鹽酸反應為例分析。
領悟。
模仿。
板書練習:
甲:AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
Ag++Cl-=AgCl↓
發現反應物雖不同,卻都可用同一離子方程式表示。可見離子方程式的意義與化學方程式、電離方程式均不同。
回答:不僅表示AgNO3和HCl溶液間進行的反應,而且表示可溶性的氯化物和可溶性銀鹽進行的一類反應。
反應的實質是離子間相互交換的過程,探究反應的實質,引出本節的知識點。
續表
教師活動
學生活動
設計意圖
【板書】3.書寫步驟
(1)寫:寫出正確的化學方程式(師生同時完成)。
(2)改:把易溶且易電離的物質拆寫成離子,凡是難溶、難電離、氣體等均寫成化學式形式(易溶指易溶于水,凡不溶于水而溶于酸的物質仍寫其化學式)。
(3)刪:刪去方程式兩邊不參加反應的離子;將系數化成最簡整數比。
(4)查:檢查書寫的離子方程式是否符合質量守恒和電荷守恒。①方程式兩邊各元素原子個數是否相等。②方程式兩邊電荷數是否相等。
【練習】鹽酸跟Na2CO3、K2CO3反應的離子方程式。
CO2↑代表的意義是什么?
【練習】請學生在筆記本上完成
HNO3跟K2CO3、Na2CO3、CaCO3反應的離子方程式,并驗證兩同學回答是否準確。
CaCO3+2HCl=CaCl2+
H2O+CO2↑
CaCO3+2H++2Cl-=
Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
CaCO3+2H+=
Ca2++H2O+CO2↑
甲:Na2CO3+2HCl=
2NaCl+H2O+CO2↑
=2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
CO2↑
乙:K2CO3+2HCl=
2KCl+H2O+CO2↑
2K++2Cl-+H2O+CO2↑
丙:可溶性碳酸鹽跟強酸反應生成二氧化碳和水的一類反應。
分析離子反應如何運用了質量守恒定律;通過對離子方程式的書寫規則的練習,要讓學生熟練掌握這一重要的化學用語的基本功。
續表
教師活動
學生活動
設計意圖
請寫出固體氯化銨與固體氫氧化鈣反應的化學方程式。
【設問】有同學將此反應寫出離子方
H2O請討論此寫法是否正確?
【評價】對后一組的發言,給予高度的評價。指出,固體物質間的反應,不能寫成離子方程式。
【設問】請寫出實驗室制氯化氫的化
學方程式。此反應能寫出離子方程式
嗎?
【評價】答案正確。指出學習就要抓住事物的本質。
【投影】課堂練習
一、完成下列離子方程式
1.氫氧化鋇跟稀硫酸反應
2.鐵跟稀鹽酸的反應
二、判斷下列離子方程式是否正確?
3.Fe+Fe3+=2Fe2+
4.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
5.實驗室制氯氣:
寫出:
2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2H2O+2NH3↑
討論后回答:
一組代表回答:按上述離子方程式的書寫步驟,此式正確。
另一組代表回答:雖然按離子方程式的書寫步驟,此式正確,但反應物都是固態,反應物沒有發生電離,怎么來的離子方程式?我們認為是錯誤的。
討論后回答:
在無水參與的情況下,濃H2SO4以分子形式存在,不發生電離,因此不能寫出離子方程式。
完成練習:
=BaSO4↓+2H2O
2.Fe+2H+=Fe2++H2↑
3.不正確,雖然元素原子個數守恒(即遵守了質量守恒)但反應前、后電荷數不等,違反了電荷守恒原則。
4.不正確。不符合反應事實,Fe被非氧化性的酸氧化時生成Fe2+。
培養學生嚴謹求實,勇于探索的科學態度。及時反饋,進行調控。培養學生綜合分析能力。
續表
教師活動
學生活動
設計意圖
【總結】離子反應用離子方程式表示;離子方程式不僅能表示一定物質間的反應,而且表示所有同一類型的離子反應;正確的離子方程式可揭示反應的實質。要熟練掌握離子方程式的寫法。
5.正確。此題是氧化還原反應,除了要遵循質量守恒、電荷守恒外,同時還應遵守電子守恒。
【隨堂檢測】
1.H2S通入NaOH溶液中,離子方程式正確的是( )。
(A)H2S+2NaOH=2Na++S2-+2H2O
(B)S2-+2H++2Na++20H-=2H2O+2Na++S2-
(C)H2S+2OH-=2H2O+S2-
(D)2H++2OH-=2H2O
2.下列離子方程式中,正確的是( )。
(A)鐵跟稀硫酸反應:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
(B)碳酸鎂跟稀硫酸反應:
MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑
(D)氯化銅與氫氧化鋇反應:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
第1題考查的知識點是如何表達反應的離子方程式。
第2題考查學生利用離子方程式的書寫規則判斷正確結果。
附:隨堂檢測答案
1.(C) 2.(B)、(D)
化學教案-氧化還原
化學高考復習教案2023【篇7】
《鹵代烴》教案設計
教學目標
【知識目標】
(1)了解鹵代烴的概念和溴乙烷的主要物理性質。
(2)掌握溴乙烷的主要化學性質,理解溴乙烷發生水解反應的條件和所發生共價鍵的變化。
【能力和方法目標】
(1)通過溴乙烷的水解實驗設計,培養學生的實驗設計能力;
(2)通過學習溴乙烷的物理性質和化學性質,培養學生使用化學平衡知識認識溴乙烷水解反應的能力;
(3)由乙烷與溴乙烷結構異同點引出溴乙烷可能具有的化學性質,再通過實驗進行驗證的假說方法。
【情感和價值觀目標】
(1)通過鹵代烴中如何檢驗鹵元素的討論、實驗設計、實驗操作,尤其是兩組不同意見的對比實驗,激發同學興趣,使其產生強烈的好奇心、求知欲,急切用實踐來檢驗結論的正誤。實驗成功的同學,體會到勞動的價值,實驗不成功的同學,經過了困難的磨煉,通過獨立思考,找出存在的問題,既鍛煉了毅力,也培養了嚴謹求實的科學態度。
(2)從溴乙烷水解實驗的設計體會到嚴謹求實的科學態度和學習樂趣。通過用化學平衡知識認識溴乙烷水解反應,使學生體會到對化學反應規律的理解與欣賞;
【科學方法】由乙烷與溴乙烷結構異同點引出溴乙烷可能具有的化學性質,再通過實驗進行驗證的假說方法。
教學重點、難點
1.溴乙烷的水解實驗的設計和操作;
2.試用化學平衡知識認識溴乙烷水解反應。
教學過程設計
【引入】請同學們先來看幾幅圖片。
第一幅圖片是生產中常用的塑料管,其化學成分是聚氯乙烯,單體是氯乙烯;
第二幅圖片是不粘鍋,其涂層化學成分是聚四氟乙烯,單體是四氟乙烯;
第三幅圖片是臭氧層空洞,形成空洞的原因之一是氟利昂的大量使用,如二氟二氯甲烷
【提問】從組成看,它們都應該屬于哪類有機物?
【生答】鹵代烴。
【追問】為什么?
【生答】雖然母體是烴,但含有鹵素原子。
【設問】回答的不錯。你能根據所學知識給出鹵代烴的定義呢?
【生答】鹵代烴的概念。
【小結】回答的很好。(投影鹵代烴的概念,并提問鹵代烴的官能團是什么?)。
【設問】學習各類有機物的研究程序是什么?
【生答】由典型(代表物)到一般,根據結構分析性質。
【講解】我們選取溴乙烷作為鹵代烴的代表物,本節課我們將重點研究溴乙烷結構和性質。
【投影】二、溴乙烷
1.溴乙烷的結構
【邊講述邊投影】溴乙烷在結構上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一個氫原子后所得到的產物。其空間構型如下:
(投影球棍模型和比例模型)
【投影】請同學們寫出溴乙烷的分子式、電子式、結構式、結構簡式。
【引導探究】
溴乙烷在核磁共振氫譜中應如何表現?(兩個吸收峰,且吸收峰的面積之比應該是3:2,而乙烷的吸收峰卻只能有1個。)
【小結】溴乙烷與乙烷的結構相似,區別在于C—H鍵與C—Br的'不同。
【引言】溴原子的引入對溴乙烷的性質有什么影響?就是我們這節課研究的重點。讓我們先來研究其物理性質。
【投影板書】2. 溴乙烷的物理性質
【提出問題】已知乙烷為無色氣體,沸點-88.6 ℃,不溶于水。對比乙烷分子的結構,你能知道溴乙烷分子中引入了Br原子后,在相同條件下,溴乙烷分子間的作用力大小如何變化?熔沸點、密度呢?
【科學推測】溴乙烷的結構與乙烷的結構相似,但相對分子質量大于乙烷,導致C2H5Br分子間作用力增大,其熔點、沸點、密度應大于乙烷。
【學生探究實驗1】
試劑和儀器:試管、溴乙烷、蒸餾水、酒精
(1)用試管取約2mL的溴乙烷,觀察溴乙烷在常溫下的顏色和狀態。
(2)將2mL的溴乙烷分放在兩支試管中,往其中一只中加入2mL的水,振蕩,靜置。往另一支試管中加入2mL酒精,振蕩,靜置。
【學生回答后投影】1.溴乙烷的物理性質(實驗結論):無色液體,沸點比乙烷的高,難溶于水,易溶于有機溶劑,密度比水大 。
(學生回答密度比水在時,提問:為什么?你怎么知道水層在上方?)
【提升】你能否根據所學知識推測:氯乙烷的沸點比溴乙烷的沸點是高還是低?為什么?
【生答】低,有可能是常溫下是氣體,因為氯乙烷與溴乙烷的結構相似,而相對分子質量小于溴乙烷,分子間作用力小,故沸點低。
【小結】烷烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后,其相對分子質量變大,分子間作用力變大,鹵代烴溶沸點升高,密度變大。所以鹵代烴只有極少數是氣體,大多數為固體或液體,不溶于水,可溶于大多數的有機溶劑。
溴原子的引入能使溴乙烷具有什么樣的化學性質呢?
【投影】3.溴乙烷的化學性質
【引言】化學變化的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。溴原子作為溴乙烷的官能團,發生化學變化應圍繞著C—Br鍵斷裂去思考。 C—Br鍵為什么能斷裂呢?在什么條件下斷裂?
【生答】在溴乙烷分子中,由于Br的吸引電子的能力大于C,則C-Br鍵中的共用電子對就偏向于Br原子一端,使Br帶有部分負電荷,C原子帶部分正電荷。當遇到-OH、-NH2等試劑(帶負電或富電子基團)時,該基團就會進攻帶正電荷的C原子,-Br則帶一個單位負電荷離去。
【問題】已知:CH3CH3與氫氧化鈉溶液不能反應,CH3CH2Br能否與氫氧化鈉溶液反應? 若反應,可能有什么物質產生?
【科學推測:】若反應,則生成乙醇和溴化鈉,發生如下反應 :
水
CH2CH2Br+NaOH → CH3CH2OH+NaBr
【引言】以上所述,均屬猜測,但有根有據,屬于科學猜測。很多偉大的科學理論都是通過科學猜測、實驗驗證得出的。如果讓你設計實驗證明溴乙烷能和氫氧化鈉溶液發生反應。你如何解決以下兩個問題:
(1)如何用實驗證明溴乙烷的Br變成了Br-?
(2)該反應的反應物是溴乙烷和氫氧化鈉溶液,混合后是分層的,且有機物的反應一般比較緩慢,如何提高本反應的反應速率?
充分振蕩:增大接觸面積;加熱:升高溫度加快反應速率。
【學生討論后回答,教師總結,得出正確的實驗操作方法】
【追問】:能不能直接用酒精燈加熱?如何加熱?
不能直接用酒精燈加熱,因為溴乙烷的沸點只有38.4℃,用酒精燈直接加熱,液體容易暴沸。可采用水浴加熱。
【指出】水浴加熱時就不可能振蕩試管,為了使溴乙烷和和氫氧化鈉溶液充分接觸,水浴的溫度應稍高于溴乙烷的沸點,為什么?
【生答】使處于下層的溴乙烷沸騰汽化,以氣體的形式通過NaOH溶液與其充分接觸。
【指出】可同學想過嗎?溴乙烷是大氣污染物,汽化出來的溴乙烷不可能完全與NaOH溶液反應,散失到大氣中就會污染空氣,你想如何解決本問題?
【生答】試管上加一個帶長玻璃導管的橡皮塞,起冷凝回流的作用,既能防止溴乙烷的揮發,又提高了原料的利用率。
【學生探究實驗2】請同學們利用所給儀器和試劑,設計實驗方案驗證溴乙烷能否在NaOH溶液中發生取代反應。
實驗用品:大試管(配帶直長玻璃管的單孔橡皮塞)2只、試管夾、小試管10只,長膠頭滴管(能從大試管中取液體)、250mL燒杯。溴乙烷、10%NaOH溶液、稀硝酸、2%硝酸銀、稀溴化鈉溶液、稀氯化鈉溶液。
【提示】
(1)可直接用所給的熱水加熱
(2)溴乙烷、10%NaOH溶液的用量約為2mL
(3)水浴加熱的時間約為3分鐘
(巡視,組織教學,及時點撥,結合不同方案組織討論:加入NaOH溶液加熱,冷卻后直接加AgNO3為什么不可以?檢驗鹵代烴中含有鹵元素的程序如何?)
【小組匯報實驗結果,教師評價得出結論】
水
結論:CH3CH2Br能與氫氧化鈉溶液反應,發生取代反應,反應方程式如下:
△
CH2CH2Br+NaOH→CH3CH2OH+NaBr
【投影】上述方程式也可以寫成:
NaOH
△
CH2CH2Br+H2O→CH3CH2OH+HBr
該反應可理解為:溴乙烷發生了水解反應,氫氧化鈉的作用是中和反應生成的HBr,降低了生成物的濃度,使反應正向進行。 (該反應是可逆反應)
【提升】由此可見,水解反應的條件是NaOH水溶液。溴乙烷水解反應中,C—Br鍵斷裂,溴以Br-形式離去,故帶負電的原子或原子團如OH-、HS-等均可取代溴乙烷中的溴。
【質疑】對水解反應的深化:
CH3
CH3-C -CH3
1、把“—Br”替換成“—Cl”,能否發生反應?
CH3CHCH3
2、把“CH3CH2—”替換“ ”或 “ ” 或 R— 如何反應?
3、把“CH3CH2—”替換成“Fe3+ ”,能否發生反應?
【目標測試】
1.(2003年上海市理科綜合測試)足球比賽中,當運動員肌肉挫傷或扭傷時,隊醫隨即對準球員的受傷部位噴射藥劑氯乙烷(沸點12.27℃),進行局部冷凍麻醉應急處理,乙烯和氯化氫在一定條件下制得氯乙烷的化學方程式(有機物用結構簡式表示)是CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl,該反應的類型是________。決定氯乙烷能用于冷凍麻醉應急處理的具體性質是_________________________。
2.已知NH3和H2O在與鹵代烴反應時的性質很相似,在一定條件下能使鹵代烴發生氨
解,寫出溴乙烷的氨解方程式。
【小結】今天,我們研究了溴乙烷的物理性質和化學性質中的水解反應,現在回憶這個過程經歷了哪幾個步驟?
提出問題
科學猜測
實驗驗證
形成理論
發展理論
解決問題
投影:
【小結】這個過程不是研究事物所應遵循的一種科學方法。這一過程蘊含著以實驗事實為據,
嚴謹求實的科學態度。我們應該學會它。