高二化學《化學電源》教案2

1、第二節(jié) 化學電源課題：第二節(jié) 化學電源授課班級課 時1教學目的知識與技能1、一次電池與二次電池的區(qū)別2、一次電池、二次電池電極反應(yīng)的3、書寫理解燃料電池的反應(yīng)原理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(zhuǎn)化為電能在生產(chǎn)生活中的實際意義。掌握三類電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍。情感態(tài)度價值觀通過化學能與電能相互轉(zhuǎn)化關(guān)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(chǔ)上，學會利用能源與創(chuàng)造新能源的思路和方法，提高環(huán)保意識和節(jié)能意識。重 點一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理、性能及其應(yīng)用難 點化學電池

2、的反應(yīng)原理知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計第二節(jié) 化學電源一、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。2、化學電源的優(yōu)點：二、幾種重要的電源1、鋅錳干電池2、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+2H2SO42PbSO4+2H2O3、燃料電池堿性電解液：正極：2H2 + 4OH 4H2O + 4e 負極：O2 + 2H2O + 4e 4OH酸性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e 負極：O2 + 4H+ + 4e 2H2O中性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e

3、 負極：O2 + 2H2O + 4e 4OH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(yīng)用嗎？學生活動：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。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(yīng)。板 書：第二節(jié) 化學電源指導閱讀：閱讀教材，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(yōu)點？3、判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？板 書：化學電池1、概念:是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置、一次電

4、池又稱不可充電電池如：干電池2、分類: 、二次電池又稱充電電池蓄電池、燃料電池、能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠3、優(yōu)點: 、可以制成各種形狀和大小、不同電壓的電池，使用方便、易維護，可在各種環(huán)境下工作。【板書】（二）幾種重要的電池【投影】1、鋅錳干電池（1）酸性鋅錳干電池A、結(jié)構(gòu)：負極為包裹電解質(zhì)氯化銨和氯化鋅的鋅殼、正極為石墨電極B、反應(yīng)原理總方程式：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2【教師】請根據(jù)總方程式書寫電極反應(yīng)失2e【師生共同分析】離子方程式：Zn +2NH4+ = Zn2+2NH3 + H2得2e得失守恒：氧化過程負極Zn Zn2+ + 2e還原過程正極：

5、2NH4+ + 2e H2電荷守恒：溶液為氯化銨和氯化鋅，考慮相對應(yīng)的離子質(zhì)量守恒：在相應(yīng)的一邊加上NH3負極：Zn Zn2+ + 2e 正極：2NH4+ + 2e 2NH3 + H2總方程式：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2C、缺點：新電池會發(fā)生自放電而使存放時間縮短、放電后電壓下降較快等?！揪毩暋浚?012山東變式）判斷：Zn - MnO2干電池在溶液為氯化銨自發(fā)放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的【學生分析】通過以上方程式及電極反應(yīng)，正極主要是NH4+放電變成H2【投影】（2）堿性鋅錳干電池A、優(yōu)點：克服了酸性鋅錳干電池的缺點B、結(jié)構(gòu)：負極為鋅粉、正極為

6、石墨，正負極混在電解質(zhì)中C、反應(yīng)原理：總方程式：Zn + MnO2 +2H2O = ZnO + Mn(OH)2【教師】請根據(jù)以上方法，書寫電極反應(yīng)【學生分析】此反應(yīng)不能改寫離子方程式，根據(jù)三個守恒得出：負極：Zn + 2OH ZnO +H2O + 2e 正極：MnO2 +2H2O + 2e Mn(OH)2+2OH【過渡】堿性鋅錳干電池的制作工藝要求高，使用不太普及，使用比較普及的還是可充電電池鉛蓄電池。下面我們來看看鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理【板書】Pb PbO2 總方程式：Pb+PbO2+2H2SO42PbS04+2H2O【教師】請根據(jù)以上方法，書寫電極反應(yīng)【學生分析】離子方程式：Pb+PbO

7、2+4H+S0422PbS04+2H2O H2SO4溶液得失守恒：氧化過程負極Pb2ePbS04 還原過程正極：PbO2+2ePbS04電荷守恒：溶液為硫酸存在H+ S042 ，守恒時用H+ S042 來配平質(zhì)量守恒：在合適的一邊加上水H2O負極：Pb+S0422ePbSO4； 正極：Pb02+4H+S042+2ePbSO4+2H20【教師】充電時與放電時的反應(yīng)正好相反，充電的目的要是在電池負極產(chǎn)生的PbSO4變成Pb，正極產(chǎn)生的PbSO4變成PbO2。由PbSO4變成Pb，Pb的化合價降低，要得到電子，接在電源的負極，由PbSO4變成PbO2，Pb的化合價升高，要失去到電子，接在電源的正極，

8、示意圖如下：PbPbO2 H2SO4溶液【 教師】那充電是的電極反應(yīng)怎么寫？【學生分析】鉛蓄電池充電原理的電極反應(yīng)陽極：PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42；陰極：PbSO4+2e=Pb+SO42總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4【師生總結(jié)】正確書寫電極反應(yīng)式:把方程式改寫成離子方程式，不能改寫的不改列物質(zhì)，標得失 （列出電極上的物質(zhì)變化，根據(jù)價態(tài)變化標明電子得失）。 選離子，配電荷 （根據(jù)介質(zhì)選擇合適的離子，配平電荷，使符合電荷守）。巧用水，配個數(shù) （通常介質(zhì)為水溶液，可選用水配平質(zhì)量守恒）【練習】（2010福建卷）鉛蓄電池的工作原理為：錯誤！未找到引

9、用源。研讀 右圖，下列判斷不正確的是AK 閉合時，d電極反應(yīng)式：錯誤！未找到引用源。B當電路中轉(zhuǎn)移02mol電子時，I中消耗的錯誤！未找到引用源。為02 molCK閉合時，II中錯誤！未找到引用源。向c電極遷移DK閉合一段時間后，II可單獨作為原電池，d電極為正極【學生分析】（2011新課標全國卷）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe B. 電池放電時，負極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2 C. 電池充電過程中，陰極附近溶液

10、的pH降低D. 電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O【學生分析】【教師點撥】關(guān)于充電電池的氧化還原問題是?？键c，這類題有規(guī)律。原電池時，先要分析氧化劑與還原劑，氧化劑被還原、還原劑被氧化；充電時（電解池），原電池負極反應(yīng)反著寫為還原過程，發(fā)生在陰極，原電池中的正極反應(yīng)反著寫為氧化過程，發(fā)生在陽極?！就队啊?、燃料電池（1）結(jié)構(gòu)：（2）常見的燃料電池 注意：電解質(zhì)溶液對反應(yīng)的影響.堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+.酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH.中性溶液反應(yīng)物中無H+ 和OH.水溶液中不能出現(xiàn)O2【學生練習】A、氫氧燃料電池堿性電解液：正極：2H2 +

11、4OH 4H2O + 4e 負極：O2 + 2H2O + 4e 4OH酸性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e 負極：O2 + 4H+ + 4e 2H2O中性電解液：正極：2H2 4H+ + 4e 負極：O2 + 2H2O + 4e 4OHB、乙醇燃料電池（類似甲烷燃料電池）【小結(jié)】 電池的負極一定是可燃性物質(zhì)，失去電子，元素化合價升高，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；電池的正極一定是助燃性物質(zhì)，得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)。 燃料電池兩電極材料一般都不參加反應(yīng)，反應(yīng)的是通到電極上的燃料和氧氣，兩電極只是起傳導電子的作用。. 電極反應(yīng)式作為一種特殊的離子反應(yīng)方程式，也必需遵循原子守恒，得失電子守恒，電

12、荷守恒。. 寫電極反應(yīng)時，一定要注意電解質(zhì)是什么，其中的離子要和電極反應(yīng)中出現(xiàn)的離子相對應(yīng)，在堿性電解質(zhì)中，電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)氫離子，在酸性電解質(zhì)溶液中，電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)氫氧根離子。. 正負兩極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的條件下，相疊加后的電池反應(yīng)必須是燃料燃燒反應(yīng)和燃料產(chǎn)物于電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)式?！揪毩暋浚?012四川）11.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH 4e- + H2O = CH3COOH + 4H+。下列有關(guān)說法正確的是 A檢測時，電解質(zhì)溶液中的H+向負極移動 B若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣 C電池反應(yīng)的化學方程式為：CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-【師生分析】教學反思總之，對于原電池的電極反應(yīng)式的書寫來說，