高中化学专题 燃料电池教学设计学情分析教材分析课后反思Word下载.docx

高中化学专题 燃料电池教学设计学情分析教材分析课后反思Word下载.docx

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教师活动

学生活动

设计意图

【导入】

雾霾天是我们每个人都不得不面对的环境问题，其根源之一就是燃油汽车尾气的大量排放。

再来看，在被废弃电池污染的土壤与健康的土壤中，小麦的生长情况大相径庭。

更严重的是，被废弃电池污染的会永久失去利用价值。

一颗含汞电池可污染48000杯水，所以把一节节的废旧电池说成是“污染小炸弹”一点也不过分。

【假设】如何设计一种高能量又环保的电池取代污染性电池，为环保事业做出贡献呢？

带着这个问题，我们开启今天的化学之旅。

展示学习目标

学生看图思考回答：

是。

改用清洁能源，既能解决能源危机又能保护环境。

学生看图思考。

从生活入手，引入新课。

提高学生的学习兴趣，激发探索科学的内驱力。

【板书】

课题：

专题燃料电池

学习目标：

1、掌握燃料电池的工作原理

2、能够正确书写燃料电池的电极反应式

展示本节课的学习目标

【自主学习】

阅读课本P25页，

以氢氧燃料电池为例来说明燃料电池的工作原理。

1、完成学案1、2部分

2、完成<

跟踪练习1>

充分利用学生已有知识，提升出新的知识。

培养学生自学课本，总结能力

一、氢氧燃料电池

【氢氧燃料电池的工作原理】

投影学生答案，并让学生点评。

负极：

2H2-4e-+4OH−=4H2O

正极：

O2+4e-+2H2O=4OH−

电池反应：

2H2+O2=2H2O

加深学生对知识的理解

【氢氧燃料电池实验】

【实验结果】

【总结】

【巩固练习】

下面我们将以实验探究的方式，来进一步认识氢氧燃料电池的工作原理。

在实验过程中，基本实验操作要讲究规范性。

1、接线正确：

红接红，黑接黑。

2、节约使用试剂。

3、及时记录实验现象。

4、注意组内分工合作。

我们一起来看一下实验装置。

两个石墨电极，电解液使用饱和硝酸钾溶液。

这套装置是我们学校田老师非常辛苦地设计完成的，装置美观，两极选用多孔石墨材料，效率高，成本低，电解质是饱和硝酸钾溶液，安全，无腐蚀性，实验过程操作简单，现象明显，且无污染，可重复使用。

由于氢气，氧气不易储存携带，所以我们现制现用。

整个实验过程分为两个阶段，第一阶段电解水制备氢气和氧气，第二阶段，氢氧燃料电池的实验。

【实验结果】每组学生选代表来陈述各组的实验现象和结论，接受其他组的审阅。

【总结】请同学们综合各组结论，完成导学案上的实验结论。

【课堂巩固】完成导学案课堂巩固部分。

学生按各自的分组利用所提供的实验药品进行实验。

观察实验现象，分析并讨论实验结论

1、实验步骤：

（1）加电解液。

打开一阀门，从长颈漏斗加饱和硝酸钾溶液，当液面到阀门处，关闭阀门；

打开另一阀门，继续加饱和硝酸钾溶液，当液面到阀门处，关闭另一阀门。

（2）电解生成氢气和氧气。

用9V重叠电池电解5分钟（接线正确，红接红，黑接黑）。

（3）氢氧燃料电池工作。

接发光二极管，二极管发光；

接石英钟，指针可走120分钟。

各组积极说出自己的现象和结论，并接受其他组的审阅。

学生快速总结，填空。

学生回答，讨论确定。

阅读课本P26[追根寻源]，掌握不同条件下氢氧燃料电池中的电极反应。

1、完成学案第三部分表格

注意实验操作的规范性

让学生学会科学探究的一般方法，培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力

锻炼学生的动手操作能力和严谨的科学实验态度

培养学生的归纳总结能力和语言表达能力。

培养学生的阅读能力，拓宽学生的知识面。

不同条件下氢氧燃料电池中的电极反应

【交流研讨】

【拓展延伸】

【总结】不同条件下氢氧燃料电池中的电极反应。

【特别强调】：

书写燃料电极反应式时一定要注意电解液的环境。

不同环境，产物不同。

列举常见的燃料电池

并选学生投影其完成情况。

课后讨论完成学案中的【知识拓展】表格

培养分析解决问题的能力

培养学生的自学能力，拓宽学生的知识面。

【生活中的应用】

【讲述】通过本堂课，相信大家已经对清洁的燃料电池有了更加清晰的认识。

【总结】以氢氧燃料电池作为能源的汽车已经研制成功，但因其成本较高,暂时很难普及，希望在座的同学将来运用自己所学的知识，去改进，完善它，让清洁环保的汽车走进千家万户，让清洁能源得到广泛普及，还我们的地球一片碧海蓝天！

学生观察图片，了解实际用途。

开阔学生的眼界，感悟化学的无处不在。

【课下作业】

查阅资料，整理生活中常见的环保节能产品。

培养学生课外获取知识的能力

【板书设计】

二、不同条件下氢氧燃料电池中的电极反应

《专题燃料电池》学情分析

学生已经学习了电池，对电池的原理有了一定的认识。

高二学生已经掌握了基本的实验技能，基本上都养成了良好的思考、讨论、探究的习惯。

由于各种因素的影响，学生对知识的获取依赖性很强，本堂课重在通过对氢氧燃料电池工作原理的探究，使学生掌握获取知识的方法。

本课内容不深，学生根据生活经验和已有的化学知识，容易提出假设，再通过亲自探究、总结来获取知识，可培养学生的学习能力，加深学生对化学学习的兴趣。

培养学生的实验设计，实验操作，实验总结，团队协作及书面表达方面的能力。

《专题燃料电池》效果分析

本节课，我整体上采用了我校倡导的“两先两后一小结”的教学模式，结合化学这门课的学科特点，又采用了实验探究的形式展开了本堂课的学习。

学生整体上对知识的把握，以及课堂上的主动实验，探索钻研的态度是值得肯定的。

由于本堂课的开放性较强，完全是学生主导课堂，所以在实验环节，在时间上有些把握不住，后期联系生活的部分略显匆忙。

《专题燃料电池》教材分析

《专题燃料电池》是鲁科版高中化学选修四第1章《化学反应与能量变化》第3节化学能转化为电能—电池教学内容，是在认识了电池原理的基础上对另一可靠清洁高效能源—燃料电池的进一步学习。

燃料电池是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。

由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；

另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；

同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。

由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

在探究过程中，学生可以从已有的经验出发，通过分析－讨论－设计－实验的程序完成探究任务，通过对实验的观察、分析逐渐发现其中的规律。

通过本课的学习，引导学生建构更加富有应用迁移价值的认知框架。

《专题燃料电池》评测练习

1、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）

A、b电极是正极

B、a电极的电极反应为：

O2+2H2O+4e-=4OH-

C、氢氧燃料电池中的电子是从a电极经外电路流向b电极

D、氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

第1题图

第2题图

d

c

2、化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。

现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是________。

A．a电极是负极，OH－移向负极

B．b电极的电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

点燃

C．电池总反应式为：

2H2＋O22H2O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图右边装置中盛有AgNO3溶液，当氢氧燃料电池工作一段时间后，AgNO3溶液的pH_____________（填“增大”、“减小”或“不变”），若AgNO3溶液体积为200mL（忽略实验过程中体积的变化），当燃料电池中消耗0.02gH2时，此时该溶液的pH＝__________。

当氢氧燃料电池中消耗氢气1.12L（标准状况下）时，则此时右边装置中________电极质量增加_________g。

（3）已知氢气的燃烧热ΔH＝－285kJ/mol，理想状态下，该燃料电池消耗1mol氢气所能产生的最大电能为228kJ，则该燃料电池的能量转化率为__________（燃料电池的能量转化率：

电池所产生的最大电能/燃料电池反应所能释放的全部能量×

100%）。

《专题燃料电池》课后反思

本堂课的优点和成功之处有以下三点：

１、与实际生活联系紧密。

首先从实际生活入手，进入新课的学习，最后又用所学知识解决实际生活中的问题。

让学生体会了化学在生产、生活中的重要性，明白了学习化学的目的—指导生产、生活。

２、课堂知识比较浅显易懂，侧重于授予学生获取知识的方法、调动学生学习的兴趣和学习热情。

课堂气氛轻松和谐，每个同学都积极参与到了整个课堂教学中，都在快乐的学习中获取了知识。

３、交叉运用了多种学习方法：

讨论、对比、阅读、实验探究等，全面提高了学生的能力。

4、课堂上完全体现了以学生为主体，坚持以学生为本，从学生出发考虑问题，提高了学生在课堂上对知识的掌握力度。

个人为认要想让学生乐学，首先要让他感受到学的用途在哪里，要让他们有参与思考的欲望，然而积极参与到了整个课堂教学中，快乐的获取知识。

本节课的不足之处在于：

1、实验环节太开放，有点收不回来。

2、应该增加巩固环节习题的练习。

《专题燃料电池》课标分析

新课标的理念和学生的学习经历决定着该部分内容的教学目标不仅是在知识的深度和广度上更是要注重培养学生的科学精神，科学的探究方法，学以致用。

本节课制定如下：

教学目标:

（四）核心素养

①通过实验，培养学生严谨求实的科学态度。

②通过教学初步培养学生分析问题，解决实际问题，收集处理信息，团结协作，语言表达能力以及通过师生双边活动，初步培养学生运用知识的能力，培养学生加强理论联系实际的能力。

③通过体验探究实验过程以及现实生活中的具体应用经历出发，激发学生学习兴趣。