高中化学 2.2.1化学能与电能的相互转化学案 新人教版必修2
高中化学 2.2.1化学能与电能的相互转化学案 新人教版必修2
第2节化学能与电能第1课时化学能与电能的相互转化1.初步认识化学能不仅可以转化为热能,在一定条件下还可以转化为电能。
2.认识氧化还原反应是化学电池形成的基础,了解原电池构成的基本原理并能根据该原理设计简单的原电池。
3.会书写简单的电极反应式。
围绕原电池的概念、原理和组成,组织学生开展发现性学习活动,在“实现化学能直接向电能转化”的一系列探究实验中,让学生积累解决问题的经验及提高化学实验操作的技能。
一、一次能源和二次能源1.定义:一次能源是直接从①自然界取得的能源,一次能源经加工、转换得到的能源是二次能源。
2.实例:a.风力 b.原煤 c.天然气 d.石油 e.电力 f.流水g.蒸汽,其中属于一次能源的是②abcdf;属于二次能源的是③eg。
二、化学能转化为电能1.燃煤发电的能量转化化学能④热能⑤机械能电能2.原电池(1)定义:将⑥化学能转变为电能的装置。
(2)工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)Ⅰ.⑦锌片失去电子,发生⑧氧化反应,电极反应为⑨Zn-2e-Zn2+,所以锌片为原电池的⑩负极。
Ⅱ.H+在铜片上得电子,发生还原反应,电极反应为2H++2e-H2↑,所以铜片为原电池的正极。
1.盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应,该反应可以设计成原电池吗?为什么?【答案】不可以;因为设计成原电池的反应必须是氧化还原反应。
2.如何判断原电池的正、负极?【答案】失去电子的电极为负极,得到电子的电极为正极(或发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极)。
3.构成原电池的条件有哪些?【答案】构成原电池的条件有:①两个活泼性不同的电极(燃料电池中也可以是两个相同的电极);②电解质溶液(或熔融电解质);③电极用导线相连并插入电解质溶液(或熔融电解质);④能自发进行的一个氧化还原反应。
4.原电池原理的应用有哪些?【答案】制作电池、比较金属的活动性强弱、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率等。
探究:原电池的工作原理及应用按如图所示装置进行实验,回答下列问题:(1)铜片、锌片上各有什么现象?(2)电流计的指针是否偏转?电子移动方向与电流方向相反,由此推断电子在原电池中是如何流动的?(3)如果铜片和锌片之间没有导线相连,铜片和锌片上各有何现象?(4)分别改变下列条件,继续观察电流计指针是否偏转。
高中化学第二章 化学能与电能教案新人教版必修2
第二章 化学能与电能 第二节 化学能与电能（第一课时）教学目标1．初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
2．引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质3．使学生形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。
教学重点： 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
教学难点：通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学方法: 实验探究法教学用品: 铁丝、铜丝、锌片、钢片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计等。
教学过程[实物展示]与电池有关的各种产品：[设问]以上器材都以什么作能源？ [回答]化学电池作能源。
[讲述]电能是使用最广泛、最方便、污染最小的二次能源（见资料卡片）。
在化学反应中化学能的变化通常表现为热量的变化，即化学能转化成热能。
那么，物质中的化学能在什么条件下直接转化为电能？又是如何转化的呢？[板书]第二节 化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化[投影]长江三峡水利枢纽工程是我国具有防洪、发电、航运等综合效益的特大型工程，枢纽主要建筑物由大坝、电站、通航等建筑物三大部分组成，泄洪坝段位于河床中部，两侧为发电站。
三峡工程位于中国湖北省宜昌市三斗坪,是世界最大的水利枢纽工程，大坝为混凝土重力坝，坝轴线全长约为2309米，水库正常蓄水位175米,总库容393亿立方米。
[设问]为什么我国要建设三峡水电站？长江三峡水电站建设具有什么重要意义？[回答]长江三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程，它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益，提供大量的清洁能源。
[探究·分析] 火力发电利与弊分析。
要素：(1)电力在当今社会的应用和作用。
(2)我国目前和未来发电总量构成。
(3)火力发电的原理分析。
（4）火力发电对环境的污染(5)燃烧的氧化还原反应本质。
[投影]1．2001年我国发电量构成图2．资料：若用火力发电每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨，二氧化硫200万吨，一氧化碳1万吨，氮氧化合物37万吨，工业废渣约1200万吨以上。
化学 人教版必修2教学设计：2.2.1 化学能与电能 2 Word版含答案
教学设计
[质疑2]锌片上产生大量铜对原电池电能的提供有没有影响?
[质疑3]如何改进这套装置?
〔演示实验〕演示带有盐桥的改进实
验。
（结合动画理解）
[质疑4]盐桥原电池的优点有哪些?
[师生总结]盐桥原电池的优点。
1．能量转换率高
2．产生持续、稳定的电流
3．防止自放电
[质疑5]氧化剂与还原剂不直接接触，就一定不能发生化学反应吗
[投影]盐桥原电池与化学电源的关系
【投影】手机隔膜锂电池新能源汽车动力电池1．锌片本身不纯
2．锌片与硫酸铜溶液因为直接接触而发生氧化还原反应，在锌片上产生少量铜，致使锌片与析出的铜形成了原电
这种原电池的工作效率低
学生提出改进的实验方案
师生共同完成实验二
主要现象记录
1．锌片上没有明显现象
2．电流表指针恒定氧化剂和还原剂可以不直接接触，在有盐桥的特定原电池装置下，也能发生氧化还原反应，这为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。
发挥想象
倾听与思考。
高中化学《2.2.1 化学能与电能1》教案 新人教版必修2
北京市房山区实验中学高一化学必修二《2.2.1 化学能与电能1》教案教学背景分析教学重点原电池的概念、原理、组成及应用教学难点通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。
教学方式讨论、比较、归纳教学手段多媒体教学设计思路基于自主学习理论的指导，结合新课程标准，高中化学教学理应促进学生自主学习，使全体学生积极参与教学过程，乐于探究实验，勤于思考。
本教学设计利用教材、图片、动画模拟、课外资料等教育资源，调动学生已有的生活经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，对“火力发电”进行剖析，为学生创设问题情景，使学生有机会去研究和总结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，并且形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。
一方面，通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转化的研究过程，理解氧化还原反应中的电子转移是化学电池的反应基础。
另一方面，利用课堂外水果电池的制作和上网搜索发展中的化学电源等实践活动为学生提供应用知识的空间和拓展课堂知识的机会，从而培养学生的科学探究能力，逐步形成科学态度和科学精神。
教学目标1、理解化学能与电能之间转化的实质。
理解化学能是能量的一种形式，它可以转化为其他形式的能量。
2、通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。
3、通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新的科学态度。
体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
同时激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
教学过程教学环节教师活动学生活动引入新课电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
例如，小到日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……大到火箭上天、神州六号宇宙飞船遨游太空，这一切都依赖于电池的应用。
高中化学 第二章 化学反应与能量 2.2 化学能转化为电能导学案 新人教版必修2(2021年整理)
高中化学第二章化学反应与能量2.2 化学能转化为电能导学案新人教版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中化学第二章化学反应与能量2.2 化学能转化为电能导学案新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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Cu C Fe C 硫酸铜溶液第一课时化学能转化为电能【学习目标】1、掌握原电池的工作原理，熟练书写电极反应式和电池反应方程式。
2、小组合作讨论探究原电池的设计条件及有关简单的计算3、以极度的热情，全力以赴投入学习，体验学习的快乐。
【课前导学】一、原电池例1、右图原电池装置中,Zn是______极,Cu是______极（填电极的名称），外电路电子由________通过导线流向_______；溶液中_______离子向Cu极移动，________离子向Zn极移动。
写出电极反应式和总反应方程式:Zn极：_____________________ Cu极：____________________总反应方程式:_____________________ ______ _____ __例2、正极：______________________ 负极：_____________________总反应方程式:__________________________例3、正极:______________________负极：_____________________总反应方程式：___________________________【小结】（1）原电池的构成条件：①_________________②______ __________③____________________。
高中化学2.2化学能与电能教案新人教版必修2
A．在氧化还原反应中，甲失去的电子数比乙失去的电子多
B．甲比乙同价态的阳离子的氧化性强
C．甲能与稀盐酸反应生成氢气而乙不能
D．将甲与乙组成原电池时，甲为正极
【板书设计】
【课后反思】
本课的设计采用了学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方，教师答疑解惑。对于重点知识主要采取实验突破、探究原理的形式，然后自己设计实验装置对本课内容进行理解和升华。最后进行课堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
C．正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变 D．正极附近硫酸根离子浓度逐渐减少
5、对于Zn—Cu—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中1mol电子通过时，理论上的两极变化是 （ ）
①锌片溶解了32.5g②片增重32.5g③铜片上析出1gH2④ 铜片上析出1molH2
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
第二节化学能与电能（第一课时）
一、火力发电——火力发电居发电总量首位。
（1）火力发电原理：
（2）能量转换：
（3）存在的问题：
（4）燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化还原反应的本质是电子转移；燃烧是使化学能转化为电能的关键。
（实验2-4：Cu-Zn-H2SO4组成原电池）
二、原电池原理及其应用
实验
金属
实验现象
解释或疑问(有关方程式)
①Zn、Cu单独插入稀H2SO4溶液
Zn片
Cu片
②Zn、Cu导线连接后插入稀H2SO4
Zn片
Cu片
电流表
结论
1、原电池（定义）：
注：原电池不需要通过燃烧直接把化学能转化为电能。
2、电极名称：
高中化学2.2化学能与电能教案2新人教版必修2
（1）铅蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池
（3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
（4）燃料电池
氢氧燃料电池：
负极：2H2＋4OH－－4e ＝4H2O（氧化反应）
正极：O2＋H2O＋4e＝4OH-（还原反应）
总反应：2H2＋O2＝2H2O
化学能与电能
三
维
目
标
知识与
技能
通过实验探究认识电解和电镀的基本原理，进一步学习电极反应式的书写。
过程与
方法
能从能量转化、装置、电极反应等方面原电池反应，进一步体验科学探究的过程，掌握基本的研究方法，提高分析问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观
初步了解原电池在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。
（1）铅蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池
（3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
化学电池的反应本质是——氧化还原反应
在碱性条件下的电极反应
Hale Waihona Puke 在酸性条件下的电极反应布置作业
P16 6，7，9
板书设计
第二节 化学能与电能（第二课时）
二、发展中的化学电源
1. 干电池
常见的化学电池是锌锰电池
负极（锌）：Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反应）
2015-2016学年高一化学人教版必修2学案：2.2.1 化学能转化为电能
第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能[学习目标定位]熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系，知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。
1．电解质的概念是________________________________________________________________________，常见的电解质有____________。
举出三种不同物质类别的可溶性电解质，写出它们的电离方程式：①________________________________________________________________________，②__________________，③________________________________________________________________________。
2．氧化还原反应的特征是______________________________；氧化还原反应的本质是______________；氧化还原反应的判断依据是______________；氧化还原反应是________________________________________________________________________。
3．氧化剂在反应过程中________电子，所含元素的化合价________，发生________反应。
还原剂在反应过程中________电子，所含元素的化合价________，发生________反应。
4．某校同学以“比较Al、X、Cu三种金属的活动性”为课题进行实验探究。
选用溶质质量分数相同的稀盐酸，分别与大小形状都相同的Al、X、Cu三种金属反应，其现象如下表所示：分析实验现象回答下列问题：(1)实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是________________________________。
高中化学 第二章 第二节 化学能与电能学案 新人教版必修2
第二节 化学能与电能（第一课时）【学习目标】知识与技能：1、认识化学能与电能之间的相互转化2、认识原电池概念，理解原电池原理，了解组成原电池的条件过程与方法：探究原电池的原理和组成条件，培养分析与归纳能力，学习设计原电池的方法。
情感态度与价值观：感悟化学能与电能相互转化的意义，认识开发利用新型电池的意义以及使用化学电池对环境的影响。
【知识回顾】1、 一次能源：__________________________________________________ 如：流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等二次能源：____________________________________________________ 如：电力、蒸汽等2、电解质在熔融状态或水溶液中导电的原因电解质在水溶液中能够导电，是因为它们在溶液中发生了 ，产生了能够的 。
因此，电解质溶液导电能力的强弱只取决于在相同条件下溶液中可以自由移动的离子的 及其_____________。
离子化合物在熔融状态下 ，共价化合物在熔融状态下 【教学过程】一、化学能与电能的相互转化1.电能是现代社会中应用最____、使用最____、污染最_____的一种_____次能源，我国发电总量中_______发电仍居首位。
2.火力发电原理是通过_________燃烧，使______能转变为___能，加热水使之_____以推动蒸汽轮机，然后带动________发电。
燃煤发电是从燃煤中的化学能开始的一系列能量转换过程：化学能 ____能 ______能 _____能。
[思考] 能否将化学能直接转化为电能？ 3、将化学能转换成电能的装置：原电池 [探究实验一] [探究实验二] 燃烧 蒸汽发电机⑴原电池定义：将____能转变成___能的装置。
⑵原理及结构示意图（以Zn-Cu-稀H 2SO 4原电池为例） 铜片和锌片作电极，稀硫酸做电解质溶液。
Zn 片为原电池的_____极，其电极反应式为_______ 发生______反应（填“氧化”或“还原”）；Cu 片为原电池 的____极，其电极反应式__________，发生______反应。
高中化学-2.2《化学能与电能》教案-新人教版必修2
第二节 化学能与电能 （第1课时）三维目标 知识与技能1. 获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。
过程与方法1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观1.发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
2.赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
教学重点原电池的概念与构成的条件。
教学难点用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。
教具准备多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。
教学过程 [新课导入]一、化学能与电能的相互转化化石燃料燃烧 蒸汽 发电机1.火力发电： 化学能热能 机械能 电能（氧化还原反应）化学电池2.化学电源： 化学能 电能第二节化学能与电能（第2课时）三维目标知识与技能在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出一些原电池实验，学习实验研究的方法。
过程与方法1. 在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
2. 能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观1．有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。
2．赞赏原电池对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成可持续发展的思想。
教学重点实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。
教学难点对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思教具准备多媒体课件、投影仪教学过程[新课导入][复习]师：请一位同学总结原电池的重要知识点生：i原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
高中化学化学能与电能教案 新人教版必修2
《化学能与电能》第一课时教学设计[教学目的] （1）通过实验和实例了解化学能与电能的转化关系。
（2）初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
[教学重点] 认识原电池概念、原理、组成及应用。
[教学难点]通过对实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。
[教学方法] 实验探究法——通过实验，分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。
[教具准备] 1.铁丝、铜丝、锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液，乙醇、西红柿（或其他水果），灵敏电流计、烧杯、导线 2.多媒体课件第一课时[承上启下]1．练习（1）能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。
据此判断，下列叙述正确的是 A．天然气是二级能源 B．石油是二级能源C．电能是一级能源 D．水力是一级能源（2）下列说法不正确的是( )。
A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低2．化学反应与能量[引入新课]下面我们在前人研究的基础上来探究化学能与电能之间是如何转化的?火电站工作原理示意图分析思考与交流化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。
要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，把可产生的电能以化学能的形式储存起来，就要设计一种装置。
将化学能直接转化为电能，高效利用燃料、不浪费能源、开发出高能清洁燃料？[讲授新课]实验探究[实验2-4]实验1：把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连接起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
交流与讨论（组织学生小组讨论并回答）1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？2、什么原因造成实验1和实验2中的现象的不同？3、铜片与稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么在铜片表面有气泡产生？你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？4、灵敏电流计的指针发生偏转，偏向何方？你如何解释这一现象？分析 灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。
高中化学 2.2 化学能与电能导学案2新人教版必修2
第二章化学反应与能量第二节化学能与电能（第2课时）【学习目标】1. 了解生活中常用的化学电池和新型化学电池；2. 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
3. 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。
学习重点：通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。
【自主预习】梳理知识，夯实基础一．发展中的化学电源我们上节课所认识的原电池因其结构简单而不能提供持续、稳定的电流，没有太大的使用价值。
但是，人们可以根据原电池的反应原理研制出各种有使用价值的化学电源。
1. 干电池锌锰电池（一次性电池，放电之后充电）（1）普通锌锰电池正极材料：，电极反应式为：2NH4++2e–=2NH3↑+H2↑ ；负极材料：，电极反应式为：；电解质：。
（2）碱性锌锰电池为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质换成湿的，并在构造上作了改进，制成了电池。
探究案（比一比，争当优胜小组）要求：认真思考，积极参与讨论交流，踊跃发言，大胆展示讨论成果。
加油，你能行！【合作探究一】充电电池充电电池又称，它放电时所进行的反应，在充电时可以，使电池恢复到放电前的状态。
这样可以实现转变为，再由转变为。
最早使用的充电电池是。
（1）铅蓄电池负极反应式：；正极反应式：PbO2＋SO42－＋4H+ +2e－＝PbSO4＋2H2O电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O（2）新型充电电池①镍镉电池，以为负极，为正极，以为电解质，寿命比铅蓄电池，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重环境。
②电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。
③碱金属中的，是最轻的金属，活动性，是制造电池的理想物质。
电池是新一代可充电的绿色电池。
【随堂检测】1. 日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2＋、2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2（NH3再用于结合Zn2＋。
高中化学：2.2《化学能和电能》教学案-1(新人教版必修2)
化学能与电能（第1课时）【教学目标】1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。
2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。
4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。
增强环保意识。
【重点难点】1、初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
【教学过程】[创设问题情景]电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。
而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重，是电能最主要的来源。
[播放录像或展示图片][提问]燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优点和缺点呢？[学生讨论、分析][激疑]针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？[分组实验探究]锌铜原电池原理实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。
[学生交流、讨论]1、实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计一个实验证明之。
[教师补充讲解]原电池的定义:锌铜原电池的工作原理:电极反应式及电池总反应式的书写:[思考]如何判断正负极？[设疑]通过刚才的实验我们可以体会到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能，那么，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？[分组实验探究]原电池的构成条件。
[交流讨论、归纳总结]原电池的构成条件：1、2、3、4、[课堂练习]1、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是2、下列装置中能组成原电池并产生电流的是选项 A B C D电极Cu-Cu Zn-Cu Zn-Cu Zn-Cu 电解质溶液稀硫酸硫酸铜溶液硫酸锌溶液酒精溶液3、把铁和氯化铁、铜和硝酸银这两个氧化还原反应设计成原电池。
2019-2020年高中化学《化学能与电能的转化》学案 新人教版必修2
2019-2020年高中化学《化学能与电能的转化》学案新人教版必修2
【学习目标】 1．利用实验探究方法学习原电池的原理。
2．结合生产、生活实际，学习原电池原理在生产、生活中的实际运用。
【自学质疑】
问题 1.Zn和Cu的活泼性谁强？
2.请将Zn和Cu分别放入硫酸溶液中，会有什么现象？为什么？
3.请将Zn和Cu用导线连接起来放入硫酸溶液中有什么现象？
4.将实验3的导线中连接一个电流计，会有什么现象？说明什么问题？
5.请分析实验3中铜片上气泡的成分是什么？请设计什么样的实验方案去验证？
是怎样形成的？电子是从哪里来的？
6.请根据以上实验总结：要构成原电池需要具备什么条件？
7.请回忆：氧化还原反应的实质是什么？
8.讨论实验3中Zn片和Cu片上分别发生什么反应？为什么
9.在原电池中，电子的流动方向是怎样的？电流方向呢？
10.在原电池溶液中，各离子如何移动？
11.标出原电池的正负极，并写出其电极反应式及总反应方程式。
12.请根据以上分析讨论：原电池正负极判断的方法有哪些？
①根据组成原电池两极的电极材料判断：
②根据电流方向或电子流动方向判断：
③根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：
④根据原电池两极发生的变化来判断：
⑤根据现象判断：
13．原电池工作过程中，溶液的PH值怎样变化？。
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第2节化学能与电能
第1课时化学能与电能的相互转化
1.初步认识化学能不仅可以转化为热能,在一定条件下还可以转化为电能。
2.认识氧化还原反应是化学电池形成的基础,了解原电池构成的基本原理并能根据该原理设计简单的原电池。
3.会书写简单的电极反应式。
围绕原电池的概念、原理和组成,组织学生开展发现性学习活动,在“实现化学能直接向电能转化”的一系列探究实验中,让学生积累解决问题的经验及提高化学实验操作的技能。
一、一次能源和二次能源
1.定义:一次能源是直接从①自然界取得的能源,一次能源经加工、转换得到的能源是二次能源。
2.实例:a.风力 b.原煤 c.天然气 d.石油 e.电力 f.流水g.蒸汽,其中属于一次能源的是②abcdf;属于二次能源的是③eg。
二、化学能转化为电能
1.燃煤发电的能量转化
化学能④热能⑤机械能电能
2.原电池
(1)定义:将⑥化学能转变为电能的装置。
(2)工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)
Ⅰ.⑦锌片失去电子,发生⑧氧化反应,电极反应为⑨Zn-2e-Zn2+,所以锌片为原电池的⑩负极。
Ⅱ.H+在铜片上得电子,发生还原反应,电极反应为2H++2e-H2↑,所以铜片为原电池的正极。
1.盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应,该反应可以设计成原电池吗?为什么?
【答案】不可以;因为设计成原电池的反应必须是氧化还原反应。
2.如何判断原电池的正、负极?
【答案】失去电子的电极为负极,得到电子的电极为正极(或发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极)。
3.构成原电池的条件有哪些?
【答案】构成原电池的条件有:①两个活泼性不同的电极(燃料电池中也可以是两个相同的电极);②电解质溶液(或熔融电解质);③电极用导线相连并插入电解质溶液(或熔融电解质);④能自发进行的一个氧化还原反应。
4.原电池原理的应用有哪些?
【答案】制作电池、比较金属的活动性强弱、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率等。
探究:原电池的工作原理及应用
按如图所示装置进行实验,回答下列问题:
(1)铜片、锌片上各有什么现象?
(2)电流计的指针是否偏转?电子移动方向与电流方向相反,由此推断电子在原电池中是如何流动的?
(3)如果铜片和锌片之间没有导线相连,铜片和锌片上各有何现象?
(4)分别改变下列条件,继续观察电流计指针是否偏转。
①将锌片换成石墨;②将稀硫酸换成乙醇;③将铜片换成石墨;④一烧杯中放铜片与稀硫酸,另一烧杯中放锌片与稀硫酸,用导线将锌片与铜片相连。
(5)形成原电池必须满足哪些条件?
【答案】(1)铜片上有气泡冒出,锌片逐渐溶解。
(2)电流计指针发生偏转;电子由锌片经导线流入铜片(电子从负极流出经导线流入正极)。
(3)铜片上没有任何现象发生,锌片上有气泡冒出。
(4)①不偏转;②不偏转;③偏转;④不偏转。
(5)①两种活泼性不同的金属电极(或一种为能导电的非金属电极);②电解质溶液;③自发的氧化还原反应(其中一种电极必须能与电解质溶液发生反应);④形成闭合回路。
1.将铝片、铁片放入稀硫酸中,用导线相连组成原电池,该电池的负极是什么?请说明理由,并写出其负极反应式。
【答案】铝片作负极;因为铝比铁活泼;负极的反应式为Al-3e-Al3+。
2.选择合适的正极材料、负极材料、电解质溶液,将反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu设计成原电池,并写出正、负极的电极反应式。
【答案】铁片作负极,铜片(或石墨)作正极,硫酸铜溶液作电解质溶液;正极反应式:Cu2++2e-Cu;负极反应式:Fe-2e-Fe2+。
一、原电池正、负极的判断方法
1.根据电极材料判断:一般来讲,活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断:在外电路上,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。
3.根据反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。
4.根据现象判断:溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极。
二、如何设计原电池
1.电解质溶液的选择
电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。
2.电极材料的选择
在原电池中,一般选择活泼性较强的金属作负极,活泼性较弱的金属或能导电的惰性电极材料作正极。
负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化,氧化性物质在正极上得到电子被还原。
1.下列各装置中能构成原电池的是( )。
【答案】B
2.能源可分为一次能源和二次能源,自然界中以现成形式提供的能源称一次能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。
据此判断,下列叙述正确的是( )。
A.天然气是二次能源
B.石油是二次能源
C.电能是一次能源
D.水力是一次能源
【解析】天然气、石油是化石燃料,都是一次能源;电能如火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热使水转化为蒸汽推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电得到的,是二次能源;水力是直接从自然界取得的能源,是一次能源。
【答案】D
3.下列有关原电池的说法中不正确
．．．的是( )。
A.任何氧化还原反应原则上都可以设计成原电池
B.原电池中电子从负极经导线流入正极
C.原电池中正极得电子数与负极失电子数一定相等
D.铜-锌-稀硫酸组成的原电池,电解质溶液中H+向负极移动
【答案】D
4.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极: ;
负极: 。
【解析】根据氧化还原反应:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+设计原电池,负极发生氧化反应,Cu失电子,正极选择比Cu活动性弱的金属或碳棒,电解质溶液为FeCl3溶液。
【答案】(1)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
(2)装置图:;2Fe3++2e-2Fe2+;Cu-2e-Cu2+。