高一化学《第二章第二节化学能与电能第1课时》

合集下载

人教版高中化学必修二课件第二节化学能与电能(第一课时)

初步诊断：营养不良，缺乏能源电池处理意见：补充能源，产生电流
柠檬（ningmeng）别名：洋柠檬，益母果英文名：lemon
柠檬中含有丰富的柠檬酸，因此被誉为“柠檬酸仓库”。它
的果实汁多肉脆，有浓郁的芳香气。因为味道特酸，故用来调制饮料菜肴、化妆品和药品。
按座位分成12个小组，对各个小组表现评价，最后评出第一名，给予奖励！
作
两个组合（可重复），证明谁能产生电流？
电极
药物动力学研究
要
动手操作：
形
将两个电极分别成
插入两个柠檬中。闭
合
试试看，行吗？为什么呢？
回路
药物动力学研究
动手操作：
电
将电极从柠檬解
中拔出，清洗，质
擦干，再插入到溶
花生油中
液
两个不同的导体作电极
处方
条件
闭合回路
电解质溶液
药物动力学研究
请评价各组表现！
锂电池
低碳世博
电动车
1、课后
土
第三题
豆
供
2、查阅资料，
电
了解各种电池
学习的道路上不要轻言放弃希望就在前方
谢谢各位同学合作谢谢各位老师指教
河南省开封市第二十五中学侯艳华
正是合作、质疑，张扬自己的时代，亲爱的朋友，愿你的小组成功！
药物动力学研究
铁铁钉钉/铁钉2 铁铁铅钉钉笔//铅牙签笔2 铅铅牙笔笔签//铅牙笔签2
牙签/牙签
药物动力学研究
镁镁带带镁//镁铜带带钥2匙
两个
镁铜铜带钥钥匙/吸/匙管铜钥2匙铜钥吸匙管/吸2管
吸管/吸管
不同导

第二章第二节化学能与电能第1课时化学能与电能的相互转化

第1课时化学能与电能的相互转化思维激活格林太太有一口整齐的牙齿，但其中有两颗假牙：一颗是黄金的——这是格林太太富有的象征；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹。

但自从车祸后，她经常头疼，夜间失眠，心情烦躁……尽管吃了不少药物，但病症未有丝毫的减轻，你想知道她真正的病因吗？自学导引化学能与电能的相互转化1．间接转化：在我国发电总量构成上，火力发电居首位。

燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能。

思考题1 在火力发电过程中使化学能转化为电能的关键是什么？答案燃烧(氧化还原反应)。

2．直接转化——原电池(1)原电池是将化学能转变为电能的装置。

在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流。

可见原电池反应的本质是氧化还原反应。

思考题2 是不是所有的反应都能设计成原电池？答案不是，只有发生电子转移的氧化还原反应才能设计成原电池。

(2)在铜锌原电池中，锌易失去电子被氧化成Zn 2＋进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H ＋从铜片端获得电子被还原成氢原子，再结合成氢分子从铜片上逸出。

锌片上的反应为Zn －2e －===Zn 2＋，铜片上的反应为2H ＋＋2e －===H 2↑。

思考题3 在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的pH 如何变化？SO 42－浓度呢？答案由于H ＋在铜片上得电子生成H 2，溶液中H ＋浓度减小，pH 增大。

溶液中SO 42－浓度基本保持不变。

名师解惑一、原电池的构成条件及工作原理 1．原电池的构成条件：(1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和能导电的非金属)。

(2)电极材料与电解质溶液接触。

(3)组成闭合回路。

2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。

[特别提醒]①自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。

2_2.2.1化学能与电能

请判断下列各装置是否是原电池？为什么？
(x) A
Z
Cu
n
煤油 A
Z
木
n
条
(x) A
(√) A
Z
Zn
Z
C
n
n
H+
SO4H2 +
－
A
SO－4HH2 ++
Zn
Cu
SO－4HH2 ++
(x) SO42—HH+
+
H H++
SO42－
(x)
3．下列图示的装置不能构成原电池的是(C )
一、化学能转化为电能
实践活动：水果电池
e-
正极：（还原反应）
H+ Zn2+
H+
铜片：2H++2e-=H2↑
总反应：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
3、化学电池的反应本质：氧化还原反应你如何判定装置的正、负极？
4.判断原电池正、负极的方法
（1）由组成原电池两极的电极材料活泼金属—负极
（2）根据电流方向或电子流动方向电子流出—负极；电流流入—负极
水能
风能
石油
电能
原煤
天然气
蒸汽
二次能源：一次能源加工转化的能源
一、化学能转化为电能
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，又称为电力。
一、化学能转化为电能
1、火力发电原理及过程
燃烧
蒸汽
发电机
化学能热能
机械能
电能
火力发电的化学深层本质分析
火力发电

化学能与电能(第一课时) PPT课件

【问题探究】 (1)铜片上的气体可能是什么？
结论: 该气体是H2
A Zn
Cu (2)关于铜片上产生的H2，有人认为是由铜和稀硫酸在这种特定
的条件下反应产生出来的，你
赞成吗？什么现象可支持你的
想法？
稀硫酸
溶液没有变成蓝色，说明没有Cu2+生成。
结论：铜片没有参加化学反应。
【问题探究】(3)铜片既然没有参加反应，H＋生
Zn ↑ Cu
①
②
稀H2SO4
稀H2SO4
稀H2SO4
结论1：有两种活动性不同的金属(或一种金
属和一种非金属导体)做电极。
人教版必修2 第二章第二节化学能与电能
条件2：溶液的性质
Zn ↑ Cu
Zn
Cu
③
乙醇
稀H2SO4
结论2：电极需插入电解质溶液中.
人教版必修2 第二章第二节化学能与电能
Fe
Cu Zn
Cu Ag
Cu
稀硫酸(A) Zn C
酒精(B)
Zn
ห้องสมุดไป่ตู้
Cu
稀硫酸(C)
Mg
Fe
稀硫酸(D)
稀硫酸(E)
稀硫酸(F)
人教版必修2 第二章第二节化学能与电能
原电池是如何工作的？
实验现象：
实验现象：
锌片上有气泡，而铜片无现象。
电流表偏转，Cu片上有气泡, 纯净的Zn片上无气泡.
如何解释实验现象？
Zn ↑ Cu
接负极材料接正极材料
溶液
1组 Zn
Zn
H2SO4溶液
H2SO4溶液 1、2、3、5组
2组 Zn 3组 Zn 4组 Zn

四川省成都市龙泉中学高一下学期化学(人教版二)第二章第二节《化学能与电能》导学案含答案

（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1课时）【学习目标】1．通过实验探究、交流讨论，知道原电池概念及原电池工作原理、构成原电池的条件.2．通过对实验现象的讨论与分析，提高实验探究和总结归纳的能力，感受自主学习、合作学习的乐趣.在趣味原电池制作活动中，感受化学能转化为电能的奇妙和参与探究的喜悦。

3. 通过举例说明化学能与电能的转化关系及其应用,认识到化学能转化为电能的重要性，感悟化学学科的学习价值和社会价值。

【学习重点】原电池概念、原理、组成及应用.【温馨提示】建立宏观现象与反应本质间的联系可能是你学习的难点。

【自主学习】旧知回顾：1．氧化还原反应的特征：__反应前后有元素化合价变化_，氧化还原反应的本质：有电子转移_____,氧化剂在反应中得电子，还原剂在反应中失电子。

2．氧化还原反应中转移电子数=_____失电子总数___=___得电子总数_____新知预习：阅读教材P39—40，尝试回答下列问题：1．一次能源是指：直接从自然界取得的能源，流水、风、煤、石油、天然气、铀矿等,二次能源是指：一次能源经过加工,转换得到的能源电力等。

2．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？情景导入：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.那么，同学们一定想知道电池的结构、它的工作原理。

电池是怎样把化学能转变为电能的呢？今天我们用化学知识来揭开电池这个谜。

下面我们先认识什么是一次能源?什么是二次能源？一、化学能转化为电能活动一：认识能源的分类交流：“新知预习1"。

对应练习1．下列能源中，一次能源有（1）（2)（5)（6)（9）（10）（13）(14），二次能源有（3）（4)（7）（8）（11）（12）（15）（16）.一次能源中可再生资源有（1）（5）（9）（10）（13)（14）,不可再生资源有（2）(6）。

必修二化学2.2.1化学能转化为电能

必修二化学第二章第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能1.能举例说明化学能转化成电能的实例，并了解及应用。

2.理解原电池概念。

3.初步了解原电池工作原理及构成条件。

(重点)化学能转化为电能阅读教材P39到P42[实践活动]内容，完成下列问题。

1．能源的分类定义举例一次能源直接从自然界中取得的能源流水、原煤、天然气、风力、石油等二次能源一次能源经加工、转化得到的能源蒸汽、电力等2.化学能转化为电能的两种方式(1)火电(火力发电)：化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能；缺点：污染环境、低效。

(2)原电池：将化学能直接转化为电能；优点：清洁、高效。

3．原电池(1)实验实验装置实验现象铜片：有气泡产生锌片：溶解变小电流表：指针偏转结论有电流产生，装置中化学能转化为电能(2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置。

(3)铜锌原电池工作原理电极材料电子转移电极反应式反应类型Zn 失电子Zn－2e－===Zn2＋氧化反应Cu 得电子2H＋＋2e－===H2↑还原反应总电池反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。

【判断】1．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。

(×)2．将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。

(×)3．在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。

(×)4．原电池中阳离子向正极移动。

(√)原电池的构成条件及正负极的判断方法1.构成原电池的“一个依据，三个必须”2．原电池正、负极的判断方法负极正极电极材料活动性较强的金属活动性较弱的金属或导电的非金属电子流动方向电子流出一极电子流入一极电流方向电流流入一极电流流出一极电解质溶液中离子的移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极发生的反应氧化反应还原反应反应现象电极溶解电极增重或有气泡放出【活学活用】1．下列装置中，能构成原电池的是( )A．只有甲B．只有乙C．只有丙 D．除乙均可以【解析】甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的构成条件，故选C。

第二节化学能与电能

三、原电池的形成条件
1、原电池的组成部分有哪些？
两极
Zn
一连 2、怎样探究原电池的形成条件？ Cu线
稀硫酸
一液
【分组实验探究】
探究一：进行电极探究，准备材料有：锌片（2 个）、铁钉、铜片、碳棒。（溶液请选择稀硫酸）
组别实验装置变化
① ② 探③ 究一④ ⑤ ⑥ 锌片和铁钉
电流表指针是否偏转
谢谢！
B．铜电极附近会出现蓝色
C．电子由铜通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极
3．（2010年学业水平测试）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（ D ） A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：2H2+O2=2H2O
心脏起搏器，就是一个人为的“司令部”，它能替代心脏的起搏点，使心脏有节律地跳动起来。电池是心脏起搏器的主要构件之一。
2007年7月28日，美国副总统切尼（左）在美国首都华盛顿的乔治· 华盛顿大学医院接受更换心脏起搏器手术后向记者挥手。
新课标人教版化学必修Ⅱ
第二节化学能与电能 (第１课时）
两极 ①活动性不同的电极，产生电势负极 Zn 差。一般负极参 e+ H 2+ Zn 加反应，失电子 H+ 发生氧化反应 SO42-
一连线
Cu 正极
③ 连接两极的导线。形成闭合回路，引出电流。
一液
②电解质溶液。作反应介质，且提供离子移动,沟通电路。通常阳离子在正极得到电子，发生还原反应。
反馈练习
e-
负极
e-

化学能与电能第1课时

第二章化学反应与能量第二节化学能与电能（第1课时）【学习目标】1. 了解煤发电的一般过程；理解原电池的概念、工作原理及构成条件。

2. 通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。

3. 通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

【学习重点】原电池的概念及构成条件【学习难点】原电池的工作原理【知识梳理】一．化学能与电能的相互转化1. 火力发电火力发电是指通过化石燃料的燃烧，使能最终转化为的过程。

在火力发电过程中，经历了一系列的能量转换：【想一想】火力发电的优缺点有哪些？【提出问题】能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率?2. 探究实验（1）把互不接触的铜片、锌片放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到，写出有关反应的化学方程式。

在此反应中有无能量的转化？若有，是能转化成了能。

（2）把铜片和锌片用导线连接起来，再放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到的现象是，根据可以断定铜片（是或否）参加反应。

（3）在导线中间串联一电流表，可以观察到，这说明导线里面有通过。

在此过程中，能转化成了能。

得出结论：要将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域而形成电流，这样将能直接转化为能的装置叫做原电池。

3. 原电池的构成条件和工作原理（1）原电池的构成条件【探究】①把上述（3）中的铜片换成锌片，使两个电极材料相同，实验现象为；②把上述（3）中烧杯里的硫酸换成75%酒精，实验现象是；⑤把串联着电流表的锌片与铜片分别放到两支盛有稀硫酸的烧杯里，现象为。

总结原电池的构成条件：思考交流：在铜锌原电池中，如果用的是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面都有气泡产生，你现在能解释这种现象吗？（2）原电池的工作原理从能量转化角度看，原电池是将能直接转化为能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，从而使氧化还原反应分别在俩个电极上进行。

新课标化学必修2《化学能与电能(第一课时)》优质说课PPT

现
象
正极： Cu(+) Cu Cu
2H++2e-=H2↑(还原反应)
1.Zn片溶解 2.Cu片上有气泡 3.电流表指针发生偏转
电池总反应式：
Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
四、教学程序
2. 原电池的构成条件教学：
分组实验、比较探究、交流讨论、归纳总结。
分组实验：实验探究二
实验序号实验装置第一小组：实验①②③④
第二节化学能与电能一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程
2.原电池：将化学能转化为电能的装置。锌片： Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反应）铜片： 2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）总反应式： Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑ 3. 原电池的构成条件 ① 有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。 ② 电极材料都插入电解质溶液中。 ③ 两极相连形成闭合电路。
两极相连形成闭合回路
（三）、当堂检测
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是(
A
Cu Cu
)
A Zn Cu
A
H2SO4 A Zn Cu Zn
B
酒精 A Cu
C
H2SO4
D
H2SO4 H2SO4
反馈练习：
2、下列装置哪些属于原电池，请说明理由。如是，请指出正极、负极。
A
Zn Cu
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Al
Ag 生铁 Cu
四、教学程序 2. 建立新思维，提出新的研究任务
①什么是火力发电，火力发电的原理是什么？ ②指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的？
③火力发电的利与弊是什么？

必修2 第2章第2节第1课时化学能与电能

H L D
讨论
如果我把铜片换成铜丝，如下图，这个反应还可以进行么？ Zn Cu 盐酸如果我在铜丝中间的位置接入一个电流表，你估计现象是怎样的？电流的方向是怎样的呢？这个反应过程是释放能量还是吸收能量？以怎样的形式呢？
H L D
原电池
我们生活中所使用的电池都是以这个实验为原始模型设计的，所以我们把这个装置也称为原电池。阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 41 1 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 2 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么?铜铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么? 片起到什么作用? 片起到什么作用? 3 溶液中定向移动的主要是哪些离子? 溶液中定向移动的主要是哪些离子?
Mg
H L D
小练习
与你同桌讨论一下：下面的装置可以实现原电池的效果么? 下面的装置可以实现原电池的效果么? Fe 酒精 Fe 硫酸 C Fe 盐酸 C Fe 盐酸 Cu Fe
H L D
讨论
想要制作一个原电池，需要注意哪些要素？ 1 需要有闭合回路 2 要有不同的两个电极 3 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 试判断一下下面的反应的正负极： Al 浓硝酸 Cu Al NaOH Cu
H L D
作
业Байду номын сангаас
完成学案。
完成课后习题。
化学能与电能
化学能与电能
Duty Honor Love
H L D
观察思考
1 2 3 4 5
观察实验，思考下面的问题：实验的现象是怎样的？按照我们学过的知识，盐酸与铜能反应么？如果我告诉你这两片铜片里面夹了一片锌片，你能解释现象了么？氢气气泡既然不能穿过铜片，为什么铜片上面会有气泡？写出盐酸与锌反应的方程式，结合反应解释现象

高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结

第2节化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O……总反应式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO2－3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH－=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H＋和OH－从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH－总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H＋+2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。

人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能和电能》第一课时《原电池》说课稿

人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时《原电池》说课稿一、说教材1、教材的地位及其作用本节教材是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识也是核心内容。

内容安排在化学必修1《氧化还原反应》﹑化学必修2《化学能与热能》等内容之后，符合学生认知发展规律。

初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。

该节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。

该节分为两课时教学，本课为第一课时。

通过本课的学习，能使学生清楚地认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池的概念，并能够写出电极反应式和电池反应方程式。

生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。

当学生了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。

正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”研究之中。

从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。

从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是是对火力发电中对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

此外，本节内容对发展学生逻辑推理能力，提高学生科学素养，培养科学探究能力,将理论应用于实践,以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。

2、教学目标分析（1）知识与技能①学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池概念。

②能够写出电极反应式和电池反应方程式。

（2）过程与方法①学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。

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。

高中高中化学能与电能(第一课时)

第二节化学能与电能（第一课时）江苏省如东高级中学陈艳内容分析本节内容位于人教版《普通高中课程标准实验教科书》化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一部分，是电化学中的重要知识。

本节课内容是学生学习了化学必修1《氧化还原反应》与必修2的《化学能与热能》等内容之后而学习的，学好本节内容能为以后学好化学选修1（化学与生活）中金属腐蚀与防护，以及选修化学的学生学好化学选修4（化学反应原理）中的电解原理等知识打下基础。

从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。

从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

设计思想1、普通高中化学课程标准中明确指出：“学生应具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于探索，逐步形成独立思考的能力”。

实践告诉我们，通过教师教学方式的变革促进学生学习方式的变革是执行新课程标准和实施新课程改革的重要途径。

选择“问题支架，合作探究”的教学模式，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原电池反应的本质。

根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实验需要，采用分组实验探究、问题探讨、分析推理和比较归纳等方法，并结合多媒体进行辅助教学。

在实验→观察→讨论→推测→验证的过程中，学习和理解原电池的概念、工作原理和工作条件。

2、高效利用教材、课外资料、生动的图片等教育资源，对“火力发电”进行完整透彻的剖析，为学生创设情景，使他们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。

第二章第二节化学能与电能1教案

第二章第二节化学能与电能（第一课时）商南县高级中学汪红霞教材分析：本节内容是属于化学反应原理范畴，化学学科重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识，同时本节内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关，知识的重要性决定了本节学习的重要性。

本节内容主要分为三部分，内容清晰：火力发电、原电池实验探究（包括概念、工作原理、组成条件和创造性应用）和技术产品（各种化学电源的设计、工作原理和应用），其中第二部分是重点也是难点，是本节内容的核心部分，应当重点介绍，第三部分中的燃料电池是生活中的新产品，可用于学生扩充视野，提高分析问题解决问题能力典型材料。

学情分析：生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。

当学生们刚了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，对化学能与电能之间的转化问题一定会产生浓厚的兴趣。

教学目标1．知识与技能：(1)了解化学能与电能的转化关系及其应用(2)知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。

(3)通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，能够正确判断简单原电池的正、负极和电子流向，初步掌握构成原电池的条件。

2．过程与方法：(1)采用把课堂演示实验改为学生实验和适当增加趣味性设计实验的方法，充分调动学生学习的积极性、主动性、激发他们的求知欲和学生兴趣。

(2)采用现代化教学手段，适当利用多媒体，使抽象的知识形象化，帮助学生更好地理解和掌握抽象知识。

(3)通过设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过程，学习科学探究的方法，提高科学探究能力。

(4)通过分组实验培养观察能力与分析思维能力，提高与他人交流、合作的能力。

3．情感态度与价值观：(1) 通过原电池实验设计体会到科学探究的艰辛与喜悦，以及化学在生活中的巨大实用价值，进一步激发学习化学的兴趣和信心(2)通过电池用途的简单教学，体现化学与社会的密切联系及化学的应用价值，是学生明确学习的最终目的是服务于社会、造福于人类。

必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时原电池

巩固练习
请同学们根据原电池的原理，指出下列原电池的正极与负极分别是什么？写出电极反应方程式和总反应方程式。
相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？
病例分析
病例分析
你能为她开一个药方吗？
必发生失电子的氧化反应
必发生得电子的还原反应
原电池
2、活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。
电极材料 Zn片
现象
电子得失
电极反应
原电产生
Zn－2e-＝ Zn2+ 2H++ 2e-＝ H2↑
【实验一】分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中, 观察现象。
【实验二】再用导线把锌片和铜片连接起来，观察铜片上有无气泡产生？在导线中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转?
A
原电池原理一、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.
问题探究你能找到原电池的正负极吗?
“负极出电子，电子回正极”
负极
Cu片
得
正极
总的离子反应方程式
Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
形成原电池要具备哪些条件？
Zn—Zn与稀硫酸进行实验.
Zn—石墨与稀硫酸进行实验.
Fe—Zn与稀硫酸进行实验.
Cu—Zn与乙醇进行实验.
Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验.
Cu—Zn与两个西红柿进行实验.
Cu—Zn与橙汁进行实验.

高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时原电池-化学能转化为电能》课件

用导线把锌片和铜片连接起来，插入到稀 H2SO4中所组成的原电池, 叫做Cu-Zn原电池
Cu-Zn原电池 Zn片上Zn溶解，Zn 失电子，发生氧化反应。可表示为：
Zn： Zn－2e=Zn2+
Cu片上产生气泡，H+ 得电子，发生还原反应。可表示为：
Cu：2H++2e=H2↑
定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极，负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极，正极发生还原反应。
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过。
实验结论:
1.该装置实现了将__化__学__能转化为_电____能。 2.该装置的化学反应本质是:_氧__化__还_原__反__应_____.
2. 原电池
定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原电池。
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原电池的构成条件。
例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的是（ C ） a. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的属 b. 正极上发生还原反应，一定产生气体 c. 电子流出的一极为负极 d. 阴离子在电解质溶液中向正极移动解析：a错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可以是两种不同属，也可以是一种属、一种非属。b错，原电池中正极上发生还原反应，但不一定产生气体。c对，原电池中电子流出的一极为负极，电子由负极流向正极。d错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动。

化学能与电能(第一课时)(最适用)

形成条件二：电极需插入电解质溶液中
3、形成原电池的条件
X
形成条件三：必须形成闭合回路两极一液成回路，氧化还原是中心
两极一液成回路，氧化还原是中心
练习：下列各装置能否形成原电池反应？
Cu
Cu Zn
Cu Zn
Cu Cu
Ag Cu
Ag
H2SO4
X
√H2SO4
酒精
X
Cu
Zn
XH2SO4
Cu Zn
√AgNO3
实验一
锌片溶解，表面产生气泡铜片与稀硫酸不反应
实验二
锌片溶解，铜片表面产生气泡电流计指针发生偏转
2、原电池工作原理
电子定向移动产生电流
e-
锌片溶解
铜片有气泡
（氧化反应）锌负片极锌铜原电池正铜片极（还原反应）
Zn-2e-=Zn2+
SO42-
H+
稀硫酸溶液
2H++2e-=H2↑
人教版高中化学必修2第二章第二节
（第一课时）龙里中学：伍位
电能的来源：
电能——又称电力（二次能源）二次能源：
经一次能源加工转移得到的能源．一次能源：
从自然界中直接取得的能源．如:煤,石油,天然气等.
2001年我国发电总量构成图
火力发电占据绝大部分什么是火力发电？火电站的工作原理如何?
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4

化学能转化为电能第1课时

-1- -2-《必修Ⅱ第2章第2节化学能与电能》（第1课时）【课标要求】 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。

.【重点难点】1、简单电极反应的书写2、由氧化还原反应认识化学能到电能转化【回忆复习】1.氧化还原反应的特征是 ;氧化还原反应的本质是 ;电子由剂转移给剂。

自发的氧化还原反应，总是向着生成氧化性和还原性方向进行。

在氧化还原反应中，氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物之间的关系为：氧化剂有性，电子，化合价，被，发生反应，生成产物。

还原剂有性，电子，化合价，被，发生反应，生成产物。

【新课导学】问题探究一：化学能间接转化为电能（1）火力发电原理：（2）能量转换过程：，能量转换的关键环节：。

（3）火力发电弊端：①（2）在这样的装置中，能量是如何转化的？电流计指针发生偏转 → 有产生 → 产生能 → 化学能转化为能的装置 2、实验总结;电池总反应：（1）原电池的定义：将化学能能转化为能的装置.（2）如何判断原电池的正负极？ ①依据原电池两极材料：______作负极（K 、Ca 、Na 太活泼，不能作电极）；______作正极。

②根据电流方向或电子流向：电流（外电路）由_____流向_____；电子则由_____经外电路流向原电池的______。

③内电路离子迁移方向：______流向正极，_______流向负极。

④根据原电池中反应类型：正极：____电子，发生______，现象是伴随金属的析出或H 2的放出。

负极：____电子，发生______，现象是电极本身的消耗，质量减小。

（3）原电池的构成条件：理论上，自发的反应均可构成原电池。

具体条件是： ①具有的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属) ②溶液：两电极均插入溶液中③导线：两极用导线相连或，形成闭合回路（4）原电池原理的应用 ①加快氧化还原反应的速率：实验室常用粗锌与稀硫酸反应制取H 2 ②比较金属活动性强弱：一般是活动性强的金属做负极，发生反应，电子流，电极质量，电极大小变，电流流，溶液中的离子移向负极。