2019高中化学 化学电源(提高)知识讲解学案 新人教版选修4
2019-2020年高中化学 化学电源教案 新人教版选修4
2019-2020年高中化学 化学电源教案 新人教版选修4 【学习目标】 1、了解常见电源，认识化学能转化为电能的实际应用 2、理解常见化学电源工作原理，初步掌握部分化学电源电极反应式和电池反应方程式的书写【学习过程】一 个体自研复习回顾：1、写出以下原电池的电极反应式和总反应式。
2、归纳如何判断原电池的负极？（口述）3、简要说明盐桥在原电池中的作用。
阅读自测：一、化学电池1．电池的分类化学电池化学能转变为电能⎩⎪⎨⎪⎧ 一次电池：如普通锌锰干电池、 碱性锌锰电池、银锌钮扣电池二次电池：如铅蓄电池等燃料电池：如氢氧燃料电池2．一次电池与二次电池的不同点(1)一次电池的活性物质(发生 的物质)消耗到一定程度就不能使用了，如普通的锌锰干电池、碱性锌锰干电池。
(2)二次电池又称充电电池或蓄电池。
放电后可以再充电使活性物质获得再生。
这类电池可以多次重复使用，如 等。
二 师生共研二、常见电池1、碱性锌锰干电池已知碱性锌锰干电池总反应为：Zn + 2 MnO 2 + 2 H 2O = 2 MnOOH+ Zn(OH)2，写出电极反应：负极： 。
正极： 。
思考：为什么负极不写成Zn—2e-=Zn2+ ？小结：2、银锌纽扣电池银锌纽扣电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，写出电极反应。
负极：。
正极：。
总反应：。
3、铅蓄电池铅蓄电池是由两组平行排列的栅状铅合金作为主架，正极上覆盖PbO2，负极上覆盖Pb，电解质是硫酸。
总反应：Pb + PbO2 + 2H2O === 2PbSO4 + 2H2O负极：。
正极：。
[问题思考]随着放电反应进行，硫酸浓度如何变化？4、燃料电池燃料电池是一类新型的电池，燃料电池根据电解质溶液一般分成碱性和酸性。
燃料电池的氧化剂和还原剂不是全部储藏在电池内，而是在工作是不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此，燃料电池能连续不断提供电能。
（1）氢氧燃料电池：①酸性介质负极：。
高中化学4.2.1化学电源导学案新人教版选修4
【学习目标】 1 、知识性介绍平时生活中常用的化学电源和新式化学电池；2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、学习化学电池的构成，电极反响式及总反响式的书写。
【学习要点】化学电源的构造及电极反响的书写【学习过程】化学电源是将化学能转变为电能的装置，它包含一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
一次电池（又称干电池）如：一般锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。
（1）碱性锌锰电池，电解质是 KOH，其电极反响：负极（ Zn）：正极（ MnO2）：总反响：（ 2）锌银电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极总反响以下：Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag则：负极( )：正极( )：二次电池（又称充电电池或蓄电池）如：铅蓄电池。
反响方程式以下式：放电Pb (s)+ PbO 2(s) +2H 2SO4(aq)2PbSO4(s) +2H 2O(l)充电①其放电电极反响：负极( )：正极( )：②其充电反响是上述反响的逆过程，则电极反响：（电化学上规定：发生氧化反响的电极为阳极，发生复原反响的电极为阴极）阴极：阳极：燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接变换成电能的化学电池。
它与一般的化学电源不一样，一般化学电池的活性物质储藏在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极自己不包含活性物质，不过一个催化转变元件。
如：氢氧燃料电池。
①酸性介质时，电极反响：负极：正极：总反响：②碱性介质时，电极反响：负极：正极：总反响：除 H2外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。
燃料电池与前几种电池的差异：①氧化剂与复原剂在工作时不停增补；②反响产物不停排出③能量转变率高( 超出 80%)，一般的只有30%，有益于节俭能源。
1[ 增补 ] 判断电池好坏的标准：（１）比能量［符号 (A ·h/kg) ，(A ·h/L) ］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 （２）比功率 [ 符号是 W/kg ， W/L)]指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小（ 3）电池的储藏时间的长短除特别状况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储藏时间长的电池，其质量好。
高中化学选修四化学电源教案
学习必备欢迎下载4.2 化学电源教案新人教版选修4课题原电池第四章第二节化学电源课型新授课授课人高二化时1月 20日班级高二化学学任教间教学目标重点 1.掌握几种典型电池的用途和特点.2.掌握几种典型化学电池的电极反应难点 1.掌握几种典型电池的用途和特点. 2.掌握几种典型化学电池的电极反应教学方法讲授法、合作探究法教学环节教学内容总体设计个性化设时间计组织教学复习提问导入新课讲授新课师生相互问好原电池的工作原理已复习内容导入新课一、化学电池的种类二典型电池的介绍1．碱性锌—锰干电池：负极： Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极： 2MnO+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电解质： KOH电池反应 :Zn+2MnO+2HO=2MnOOH+Zn(OH)指名背诵创设情境幻灯展示师生共同完成各组讨论，抢答1525学习必备欢迎下载课堂小结巩固练习布置作业板书设计教学反思2．银锌钮扣电池负极： Zn＋2OH－2e ＝ Zn OH2正极： Ag2O＋ H2O＋ 2e ＝2Ag＋ 2OH总反应式： Zn＋ Ag2 O＋ H2O== Zn OH2＋ 2Ag3．铅蓄电池负极： Pb＋SO24-－ 2e ＝ PbSO4↓正极： PbO2＋ 4H+＋SO24-＋ 2e＝PbSO4↓＋2H2O5．燃料电池负极 H2＋ 2OH－ 2 e ＝ 2H2O正极Ｏ 2＋2HO＋4 e＝4OH电池总反应式为：2H＋Ｏ2＝ 2H2O课堂检测完成训练案内容总结知识要点，画出知识树，构建知识体系。
原电池各组讨论展示成果，教师明确原理幻灯片展示组内独立完成独立完成20331。
高中化学化学电源(基础)知识讲解学案新人教版选修4【2019-2020学年度】
3、化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
4、判断电池优劣的主要标准①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W·h)/k或(W·h)/L。
②比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位W/kg或W/L。
③电池的可储存时间的长短。
【高清课堂：化学电源#常见的化学电池】知识点二、常见的化学电池，充电时LiCoO2中Li被还原，并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。
电池反应为LiCoO2+C6CoO2+LiC6。
则下列说法正确的是( )A．放电时，电池的正极反应为LiC6－e－＝Li++C6B．放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e－＝LiCoO2C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低【答案】B【解析】A项，放电时，电池的正极得e－，发生还原反应，A项错误；B项，放电时发生原电池反应，电池正极反应为还原反应，B项正确；C项，含活泼氢的有机物作电解质，易得电子；D项，锂的相对原子质量小，其密度小，所以锂离子电池的比能量高。
故选B。
【高清课堂：化学电源#例1】举一反三：【变式1】某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。
放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。
下列说法正确的是A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应B．放电时，正极反应为：Li++LiMn2O4+e－=Li2Mn2O4C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应D．充电时，阳极反应为：Li++e-=Li【答案】B【变式2】把一小块镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中，可形成微型原电池。
则该电池负极上发生的电极反应为( )A．Mg－2e－＝Mg2+B．Al+4OH－－3e－＝AlO2－+2H2OC．4OH－－4e－＝2H2O+O2↑ D．2H2O+2e－＝2OH－+H2↑【答案】B【解析】镁虽比铝活泼，但原电池的正负极不仅与电极金属的活泼性有关，而且与电解质溶液有关，在NaOH溶液中Al能与碱反应，而镁较难与NaOH溶液反应，所以铝作负极。
2019年高中化学第04章电化学基础专题4.2化学电池导学案新人教版选修4
4-2 化学电源【学习目标】1．了解化学电源的分类方法。
2．了解几种常见化学电源的组成和工作原理。
3．了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，设想其处理方法。
【学习重难点】学习重点：常见化学电源的组成和工作原理学习难点：常见化学电源的组成和工作原理【自主预习】一、化学电源（一）化学电源的分类1．一次电池：电池中发生反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。
2．二次电池：可多次的电池。
3．燃料电池：利用和间的氧化还原反应将能转化为能的化学电源。
燃料电池能连续不断地提供电能的原因4．判断电池优劣或者是否合适某种需要，主要看这种电池或以及电池的可存储时间的长短。
O2 +4e- +2CO2=2CO32-二、一次电池（一）锌锰电池——分为酸性和碱性两种1．普通锌锰电池：酸性电解质为负极：材料，反应式：正极：材料，反应式：2＋2 e＋2MnO2＝2NH3↑＋Mn2O3＋H2O总反应化学反应方程式：Zn +2MnO2 +2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl 2+2NH3↑2．碱性锌锰电池：负极：材料，反应式：正极：材料，反应式：2MnO2+2e+2H2O =2MnOOH+2OH总反应化学反应方程式：Zn +2MnO2 +2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 （二）银锌电池负极：材料，反应式：。
正极：材料，反应式：。
总反应化学反应方程式：Zn +AgO2 +H2O= Zn(OH)2+2Ag 三、二次电池（一）铅蓄电池——最常见的二次电池总反应化学反应方程式：放电时：负极：材料，反应式：。
正极：材料，反应式：。
充电时：阳极(氧化反应)：材料，反应式：阴极(还原反应)：材料，反应式：小规律：1、充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
2、充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，即充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。
（二）目前已经开发的新型二次电池有[课堂练习]高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。
2019-2020年高中化学 第四章 电化学基础 第二节 化学电源教案 新人教版选修4
2019-2020年高中化学第四章电化学基础第二节化学电源教案新人教版选修4本节教材分析（1）三维目标[知识与技能]:1、了解电池的一般分类,2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用3、掌握几种典型化学电池的电极反应[过程与方法]：引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识[情感态度与价值观]：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（2）教学重点：掌握几种典型电池的用途和特点。
（3）教学难点：掌握几种典型化学电池的电极反应。
（4）教学建议本课可采取讲授与讨论相结合的模式和分类比较的方法进行教学。
1.新课引入，重在激发学生学习的兴趣。
在学生活动的基础上，可配合使用一些实物或图片的展示，加上对各类电池标志的辅助说明，或者引用一段关于电池工业的新闻报道，都有助于引起学生对本课教学内容的关注和积极参与探究的意识。
2.关于一次电池、二次电池和燃料电池的教学可以从不同角度展开，既可以从学科知识的角度介绍化学电池的分类、工作原理和用途，也可以从历史的角度介绍化学电池工业随社会、科技发展而发展的历程和前景，同时还应注意帮助学生理解——要使一项理论性研究成果转化成技术产品，实现其应用价值，需要考虑许多复杂的技术问题和社会问题。
新课导入设计导入一[情景导入]：在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？[交流结果]：干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。
导入二材料引入：由我国自主研制的燃料电池城市大巴目前单车行驶里程已突破10 000公里。
清能一号和清能三号两辆大巴代表了中国燃料电池城市大巴的最高水平，上海神力科技有限公司为这两辆车提供了核心部件——燃料电池发动机。
从今年八月份至今清能一号行驶里程已经突破10 000公里，清能三号也达到了7 000公里。
第二节《化学电源》教案(新人教选修4)
第四章 电化学基础第二节 化学电源一、教学目标知识目标：了解化学电源的分类，常用电池的构成工作原理，加深对原电池原理的认识。
增强学生的环境保护意识和可持续发展意识。
能力目标：培养学生运用对比法和理论联系实际的能力及收集整理、分析资料的能力情感目标：培养合作精神，善于观察、勤于思考的科学态度。
增强联系实际学习化学并将化学知识应用与生活的意识。
二、教学重点、难点重点：一次电池、二次电池和燃料电池的反应式的书写、性能及其应用难点：化学电池的反应原理三、教材分析化学电源是原电池原理的应用，是理论与实际相结合的环节，通过对化学电源的学习可以加深学生对原电池原理的认识。
但是化学电源的教学要求比较低，它的教学可以与研究性学习结合。
课前布置四个课题：干电池（解剖碱性锌猛电池）、蓄电池、燃料电池、电池与环境保护，让学生以四人小组为单位分别认领课题，利用课外时间进行探究，然后在课上组织学生进行交流、讨论。
四、课时安排 一课时五、教学过程［复习］ 请同学以铜—锌原电池为例，叙述原电池组成和工作原理第二节 化学电源锌—锰干电池、铅蓄电池、镍—铬可充电电池、银—锌钮扣电池的标本或模型化学电池是将化学能变成电能的装置电池分类： 一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池［给出电池反应Zn+2MnO 2+2H 2O 2MnO(OH) +Zn(OH)2学生找出电池的正、负极(电池的正、负极反应方程式看教材，不要求)银锌电池的电极分别是Ag 2O 和Zn ，电解质是KOH ，发生氧化还原反应后生成Ag 和ZnO ，请写出该电池的电极反应式和电池反应方程式。
锂具有密度小，还原性强的特性。
以及锂电池重量轻、电能高、寿命长、用途广的特点。
二、二次电池—铅蓄电池铅锑合金的格板，格板上填充的正极、负极材料，两极之间注入硫酸的质量分数（30%）和密度等内容。
总反应 Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s)+2H 2O(l)找出放电时(原电池)的正负极材料与电极反应方程式及反应类型，计算当转移0.5N A 个放电 充电电子时，蓄电池消耗硫酸的物质的量。
化学电源教案新人教版选修4
化学电源教案新人教版选修4 (2000字) 第二节化学电源●课标要求通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能转化的实际意义及其应用。
●课标解读1.了解几种常见化学电源，一次、二次、燃料电池的工作原理。
2．正确书写有关电池的电极反应和电池反应。
●教学地位化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性和广阔的应用范围的技术产品。
本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展，将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来，帮助学生进一步的深入认识化学电池。
简介了三种电池的基本构造，工作原理，性能和适用范围。
同时向学生渗透绿色环保的意识。
●新课导入建议当一个人的心脏跳动过慢时，医生会建议他安装一个心脏起搏器，借助化学反应产生的电流来延长生命。
该用什么材料制作这样的电池呢？经过科学家的长期研究，发明的这种电池叫做锂电池。
那除了这种电池外，还有其他的一些电池。
让我们一起来了解化学电源的多样性吧！●教学流程设计课前预习安排：(1)看教材P74页，填写【课前自主导学】中的“知识1，化学电池”。
(2)看教材P75～77页，填写【课前自主导学】中的“知识2，几种常见的化学电池”，并完成【思考交流】。
?步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。
?步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。
步骤6：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容、安排学生课下完成【课后知能检测】。
?步骤5：在老师指导下完成【变式训练】和【当堂双基达标】中的题目，验证学生对探究点的理解掌握情况。
?步骤4：教师通过【例题】和教材P55～57页讲解研析对“探究”中的电极反应进行总结。
?步骤3：师生互动完成探究点“化学电源中电极反应式的书写”可利用【问题导思】设置的问题由浅入深地进行。
建议教师除【例1】外，使用【教师备课资源】中例题，以拓展学生的思路。
最新人教版选修4第二节《化学电源》教案
最新人教版选修4第二节《化学电源》教案化学电源》教学设计课题：选修4第四单元《电化学》第二课题：化学电源教学目标：知识与能力：1.复习原电池的化学原理,掌握形成原电池的基本条件。
2.常识性介绍日常生活中常用的化学电源。
并能从电极反应的角度认识常见电源的化学原理。
过程与方法：1.通过拆分干电池和学会自制简易电池培养学生观察能力与分析思维能力,并通过了解电池的化学组成而增强环保意识。
2.通过化学化学电源的使用史实引导学生以问题为中心的学习方法。
学会发现问题、解决问题的方法。
加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。
情感态度价值观：1.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。
2.激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
3.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。
教学重点：常见化学电源的化学原理。
教学难点：常见化学电源的电极反应。
教学手段：实验探究法教学用具：多媒体；燃料电池制取实验仪器、实验药品；自制的简易电池；打开的锌锰干电池教学过程：教学程序一：复习原电池原理及条件组成原电池的条件：①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极②电极均插入电解质溶液中③两极相连形成闭合回路立即用多媒体展示相应的原电池图片,使学生的认识直观、清晰。
再很自然地引出利用原电池的原理我们已经制作使用的化学电池。
教学程序二：【新授知识】一、化学电源：1、人们依据原电池的反应原理,发明并制造了多种多样的化学电源。
展示常见化学电源的图片,使学生形成感性认识。
电池可分为化学电池,太阳能电池,原子能电池。
2、化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不可比拟的。
3、电池的优劣怎么判断？4、化学电源常见分类有一次电池、二次电池和燃料电池之分。
二、常见化学电源的组成与反应原理：1、一次电池：锌锰干电池银锌纽扣电池老师展示打开的锌锰干电池,和学生一起认识其内部构造和化学组成。
人教版高中化学选修四 4.2 化学电源 学案
第四章电化学基础第二节化学电源学习目标1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。
(重难点)一．一次电池、二次电池基础知识梳理（一）一次电池1．碱性锌锰电池(1)构造：(2)组成：正极：；负极：；电解质：。
(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
2．银锌电池(1)构造：(2)组成：负极：；正极：；电解质：。
(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；（二）二次电池(以铅蓄电池为例)1．构造2．组成负极：；正极：；电解质：。
3．工作原理(1)放电过程：负极：Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)(2)充电过程：阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)；阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4(aq)；总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的充、放电过程：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O互动探究[思考探究]H2是一种优质燃料，热值高。
一种充电电池的原料为H2，其电池反应为H2＋2NiO(OH) 2Ni(OH)2，它具有比能量多等优点，常作为卫星的电源。
高中化学 化学电源(提高)知识讲解学案 新人教版选修4
化学电源【学习目标】1、了解常见电池的分类及优点；2、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。
【要点梳理】知识点一、化学电池1、定义化学电池是将化学能转变成电能的装置。
【高清课堂：化学电源#化学电池的分类】2、分类3、化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
4、判断电池优劣的主要标准①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W·h)/k或(W·h)/L。
②比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位W/kg或W/L。
③电池的可储存时间的长短。
【高清课堂：化学电源#常见的化学电池】知识点二、常见的化学电池放电2PbSO充电2NiO(OH)+H2放电充电2Ni(OH)O知识点三、各种化学电池的特点知识点四、化学电池电极反应式的书写1、根据装置书写电极反应式①先分析题目给定的图示装置，确定原电池正负极上的反应物质，并标出电子得失的数目。
②电极反应式的书写a．负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。
如铅蓄电池，负极：Pb+SO42－－2e－＝PbSO4。
b．正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：电解质溶液是碱性或中性：O2+2H2O+4e－＝4OH－电解质溶液是酸性；O2+4H++4e－＝2H2O③正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
2、给出总反应式，写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，选择一个简单的变化去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。
以2H2+O2＝2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。
人教版化学选修4第四章第二节化学电源学案
选修四第四章第2节化学电源学案【核心素养发展目标】1、证据推理与模型认知，通过对常见化学电池的分析，建立对原电池过程系统认知的思维模型，提高对原电池本质的认识。
2、科学探究与创新意识，增强科技意识，不断研发新型电池，大胆想象，学会创新3、科学态度与社会责任，满足人类社会发展的需求，积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。
【教学重点】化学电池的模型认知及工作原理【教学难点】化学电源的电极反应式的书写【温故知新】1、锌铜原电池原理：负极材料，正极材料，电解质溶液。
负极反应式：正极反应式：工作原理：外电路电子由极流向极，溶液中阴离子向极移动，阳离子向极移动。
2、原电池构成条件：【课前预习】1、电池的优点;2、判断电池优劣的指标：。
3、电池的分类。
【课堂学习】活动一认识一次电池碱性锌锰干电池：电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH) +Zn(OH)2负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式锌银电池(纽扣电池）：电池总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2 +2Ag负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式海水电池：负极反应式正极反应式电池总反应锂电池：负极材料负极反应式活动二认识二次电池铅蓄电池：2PbSO4(s)+2H2O(l)电池总反应;Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式活动三认识燃料电池中性电解液(NaCl)燃料电池电极反应负极：正极：总反应：思考和交流：酸性电解液(H2SO4)燃料电池电极反应负极：正极：总反应：碱性电解液(NaOH)燃料电池电级反应负极：正极：总反应：【课后小课题】课后小课题：展示前沿电池研究。
以小组为单位，选择一种新型电池搜集资料做出PPT 展示，内容包括但不限于：电池的组成、工作原理、优缺点、使用范围、环保理念、发展历程、难点突破【课堂练习】1．锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。
4.2《化学电源》导学案(含解析)人教版高中化学选修4
第四章《电化学基础》导学案第二节化学电源（共一课时）【学习目标】1.通过实例分析、讨论交流知道化学电源可以根据其性能、使用情况、原料特点等进行多种分类。
2.通过对生活中几种常见化学电源的学习和理解，熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理，能正确判断电池的正、负极，书写一个电极反应式和总反应式。
3.通过对有关化学电源的学习，联系生产生活实际，了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害及影响，设想其处理方法，培养环境保护意识。
【学习重点】二次电池和燃料电池的工作原理。
【学习难点】电极反应式的书写及判断【自主学习】旧知回顾：1.一次电池和二次电池是否指分别只能使用一次和两次的电池？【温馨提示】一次电池是不可充电电池，电量一旦放完就无法再次使用；二次电池是可充电电池，电量放完后可进行充电，可反复使用多次。
2.比较下表几种电池的特点，完成相关内容。
新知预习：1.干电池与充电电池的本质区别，燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别。
【温馨提示】干电池是一次性电池，放电之后不能充电，即内部的氧化还原反应是不可逆的；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，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等，这时电池起着类似于试管、烧杯等反应器的作用。
2.二次电池的充放电规律是①充电时负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。
②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。
3.燃料电池常用的电解质有①酸性电解质溶液，如H2SO4溶液；②碱性电解质溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物；④熔融碳酸盐，如K2CO3 ；⑤质子交换膜等。
【同步学习】情景导入：自第二次世界大战以来，为了适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要，先后研制成的多种电池。
4.2化学电源教案-人教版高中化学选修4
北师大珠海分校附属外国语学校教学设计文本2019年 2月 18 日执教: 课题化学电源的种类
（1）了解化学电源的种类
教学目标
（2）理解化学电源的工作原理
教学重点化学电源的种类
教学难点化学电源的种类
教学方法ppt讲授
教学课时1课时
【教学过程】
一、化学电池的种类
化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置。
化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。
化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电
复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。
下面介绍化学电池的种类：
1．干电池：普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。
在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶端用蜡和火漆封口。
在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象，即作去极剂)，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
电极反应为：负极Zn－2 e-＝Zn2+
正极2＋2 e-＝2NH3＋H2。
四川省成都市高中化学化学电源教案新人教版选修4
-优秀生：这部分学生化学基础扎实，对新知识接受能力强，能迅速掌握化学电源的相关概念和原理。他们在课堂上的表现积极，善于提问和思考，有助于提高整体课堂氛围。
-中等生：这部分学生化学基础较好，但在新知识的理解和应用上存在一定难度。他们需要教师在课堂上进行针对性的指导，以巩固和拓展知识。
-学困生：这部分学生化学基础薄弱，学习兴趣不足，对化学电源的相关知识掌握困难。教师应关注这部分学生，通过激发兴趣、个别辅导等方法，帮助他们提高学习成绩。
课后作业
1.设计并绘制一张化学电源的思维导图，包括化学电源的种类、工作原理、电池性能等方面，要求清晰、简洁、美观。
2.根据化学电源的知识，编写一篇关于“化学电源在生活中的应用”的科普文章，要求内容充实、逻辑清晰、语言通俗易懂。
3.结合所学知识，分析化学电源在环境保护方面的优势与挑战，并撰写一篇短文，提出自己的看法和建议。
作业布置与反馈
作业布置：
1.完成教材中第XX页的习题，包括选择题、填空题和解答题，巩固化学电源的基本概念和原理。
2.设计一个简单的电池模型，并解释其工作原理，要求绘图并配以文字说明。
3.针对化学电源在环境保护方面的优势与挑战，撰写一篇短文，提出自己的看法和建议。
4.选择一种新型电池技术，如锂离子电池、燃料电池等，进行深入研究，并撰写一份研究报告，内容包括技术原理、性能特点和应用前景。
（2）案例分析法：通过分析化学电源在实际应用中的典型案例，使学生了解电源的使用方法和注意事项，提高解决问题的能力。
（3）互动式教学：采用问答、抢答等方式，激发学生的积极性，增强课堂氛围。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解化学电源的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
四川省成都市高中化学化学电源教案新人教版选修4
议
学生小组讨论，完成导学提纲中的“探究新知”
对于不太明白的地方，小组讨论来解决
展
请学生起立回答问题探究
学生展示自己的成果
充分发挥学生的主观能动性，积极的展现自己的成果
评
（1）一次电池（又称干电池）
如：碱性锌锰电池、银锌电池等。
（2）二次电池(充电电池或蓄电池)（记忆）
（3）燃料电池：（记忆）
学生认真听并做笔记
针对本节课的内容，老师进行及时的归纳，让知识更加的系统化。
检
学生完成导学提纲中的“检测新知”
学生独立完成
检测当堂课的听课情况
教学反思
教ห้องสมุดไป่ตู้后完成
检查结果及修改意见：
合格[ ] 不合格[ ]
教研组长（签字）：
检 查 日 期： 年 月 日
教材内容分析
电化学基础是选修4最后一章的内容，本部分是高考必考内容，主要考察利用原电池，电解池原理解决问题，较难的地方是电极反应的书写。
学生分析
上节课学生学习了电极方程式的书写，本节课通过学习常见的化学电源，继续强化学习方程式的书写
学习目标
1、了解电池的一般分类；2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用； 3、掌握几种典型化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。
化学电源
课程标准描述
1．掌握原电池原理及其应用。
2．常见的化学电源以及电极方程式的书写
3．电解池的原理及其应用
4．钢铁的腐蚀与防护
考试大纲描述
1、了解电池的一般分类；2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用； 3、掌握几种典型化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。
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化学电源【学习目标】1、了解常见电池的分类及优点；2、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。
【要点梳理】知识点一、化学电池1、定义化学电池是将化学能转变成电能的装置。
【高清课堂：化学电源#化学电池的分类】2、分类3、化学电池的优点①化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。
③使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
4、判断电池优劣的主要标准①比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(W·h)/k或(W·h)/L。
②比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位W/kg或W/L。
③电池的可储存时间的长短。
【高清课堂：化学电源#常见的化学电池】知识点二、常见的化学电池放电2PbSO充电2NiO(OH)+H2放电充电2Ni(OH)O知识点四、化学电池电极反应式的书写1、根据装置书写电极反应式①先分析题目给定的图示装置，确定原电池正负极上的反应物质，并标出电子得失的数目。
②电极反应式的书写a．负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。
如铅蓄电池，负极：Pb+SO42－－2e－＝PbSO4。
b．正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：电解质溶液是碱性或中性：O2+2H2O+4e－＝4OH－电解质溶液是酸性；O2+4H++4e－＝2H2O③正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
2、给出总反应式，写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，选择一个简单的变化去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。
以2H2+O2＝2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。
①根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应为：2H2－4e－＝4H+。
②根据电解质溶液为碱性，与H+不能共存，反应生成水，推出OH－应写入负极反应式为：2H2+4OH－－4e－＝4H2O。
③用总反应式2H2+O2＝2H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O+O2+4e－＝4OH－。
3、可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。
①原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高；②原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。
要点诠释：书写燃料电池的电极反应式时，首先要明确电解质是酸、碱还是熔融盐。
在酸性电解质溶液中电极反应式中不能出现OH－，碱性电解质溶液中电极反应式中不要出现H+，同时还要分清燃料是H+还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C2H5OH……)，但无论是哪一种燃料在碱性条件下正极反应式都是一样的，即O2+4e－+2H2O＝4OH－。
如果是含碳燃料，负极反应式的书写同CH4作负极时的书写方法相同，只是需要配上不同的化学计量数。
一般来说，燃料电池的总反应式与燃料燃烧的反应方程式相同，因此可以通过将两极加和的方法，判断各极反应方程式的书写是否正确。
知识点五、新型电池1、菠菜电池科学家参照光合作用原理，利用生物技术手段发明了一种新型菠菜电池。
科学家们首先从菠菜的叶绿体中分离出多种蛋白质，并将这些蛋白质分子与一种肽分子混合，这种肽分子能在蛋白质分子外形成保护层，为其创造类似植物叶片内的生存环境。
之后，科学家又将提取出的蛋白质分子铺在一层金质薄膜上，而后在其最上方再加一层有机导电材料，做成一个类似“三明治”的装置。
当光照射到这个“三明治”上时，装置内会发生光合作用，最终产生电流。
2、水充电池水充电池的发明使水直接转化为电能成为现实。
当水流动时，因摩擦而充满带正、负电荷的物质，与固体相互吸引，这样就会产生一个很薄的带静电荷的水流层，也叫双电荷层或者电偶层，如果将这两种电荷分开，就能使其像我们日常生活中使用的电池那样提供电能。
这种“水充电池”无污染、无毒并且易于携带，预计在不久的将来，这种电池就可以投入商用了。
3、生物热电池生物热电池是一块植有数千个微型热电发生器的芯片。
它利用“热电偶效应”发电，即将两种不同的材料连接起来组成一个闭合回路，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。
该装置用碲化铋半导体材料制造，其中掺入了杂质，使得一端富有多余的电子，另一端则因为缺少了电子而带正电，这样的制造方法使热电偶的发电能力比同等规模的金属装置更强。
“生物热电池”能够持续工作约30年，这就可以减少更换电池的次数。
4、汽油电池设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通人空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了YO3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。
5、溶氧生物电池用作人体心脏起搏器的电池规格与通常的电池有很大的不同。
要求是一次电池，输出功率只需几个毫瓦，但必须连续工作若干年，其间不需要维持保养，例如Zn2+/Zn和H+/O2、Pt构成的“生物电池”。
因人体体液中含有一定量的溶解氧，若该“生物电池”在低功率下工作，人体就会易于适应Zn2+的增加和H+的迁出。
【典型例题】类型一：常见的化学电源例1 下列说法中正确的是( )A．碱性锌锰电池是二次电池B．铅蓄电池是一次电池C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生D．燃料电池的活性物质储存在电池内【答案】C【解析】碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池，燃料电池的活性物质没有储存在电池内而是从外界不断输入电池。
例 2 普通锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+ 2NH3+H2O。
此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是( )A．MnO2和NH4+ B．Zn2+和NH4+ C．Zn D．碳棒【答案】A【解析】在电池的正极上发生的是得e－的还原反应，是总反应中氧化剂发生反应的电极。
由普通锌锰干电池的总反应式可知，MnO2与NH4+发生的反应为正极反应。
举一反三：【变式1】生产铅蓄电池时，在两极板上的铅锑合金上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：2PbSO4+2H2O充电PbO2+Pb+2H2SO4放电下列对铅蓄电池的说法中错误的是( )A．需要定期补充硫酸B．工作时Pb是负极，PbO2是正极c．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－+SO42－＝PbSO4D．工作时电解质溶液的密度减小【答案】A【解析】铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发生还原反应的物质是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负极发生的反应是Pb失去电子生成Pb2+，而Pb2+又与溶液中的SO42－生成PbSO4沉淀；放电时消耗硫酸的量与充电时生成硫酸的量相等，说明H2SO4不用补充；放电时，H2SO4被消耗，溶液中H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。
【变式2】有人设计出利用CH4和O2反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。
电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧的反应，则下列说法中正确的是( )①每消耗l mol CH4可以向外电路提供8 mol e－②负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4+10OH－－8e－＝CO32－+7H2O③负极上O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e－＝4OH－④电池放电时，溶液pH不断升高A．①② B．①③ C．①④ D．③④【答案】A【解析】CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4→CO2，严格地讲生成的CO2还与KOH溶液反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，作电池的负极，电极反应式为CH4+10OH－－8e－＝CO32－+7H2O，1 mol CH4参加反应有8 mol e－发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e－＝4OH－。
虽然正极产生OH－，负极消耗OH－，但从总反应CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O可看出反应消耗了KOH，所以电池放电时溶液的pH不断下降，故①②正确，③④错误。
例3 电池是人类生产和生活的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述中正确的是( )A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅【答案】C【解析】因为锌锰干电池中，碳棒作正极，但只起导电作用，质量不变，故A错；原电池是将化学能直接转变为电能，所以B错；氢氧燃料电池负极反应为：H2－2e－＝2H+，所以C正确；太阳能电池的主要制作材料是高纯硅单质，D错误。
类型二：电极方程式的书写例4 天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。
锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被还原，并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。
电池反应为CoO2+LiC6。
则下列说法正确的是( )LiCoO2+C6充电放电A．放电时，电池的正极反应为LiC6－e－＝Li++C6B．放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e－＝LiCoO2C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低【答案】B【解析】A项，放电时，电池的正极得e－，发生还原反应，A项错误；B项，放电时发生原电池反应，电池正极反应为还原反应，B项正确；C项，含活泼氢的有机物作电解质，易得电子；D项，锂的相对原子质量小，其密度小，所以锂离子电池的比能量高。
故选B。
例5 已知原电池总反应式为：CH4+2O2＝CO2+2H2O，分别写出在下列环境中该原电池的电极反应式。
(1)电解质溶液为KOH溶液负极：____________；正极：____________。
(2)电解质溶液为稀硫酸负极：____________；正极：____________。
【答案】(1)负极：CH4+10OH－－8e－＝CO32－+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e－＝8OH－(2)负极：CH4+2H2O－8e－＝CO2+8H+正极：2O2+8H++8e－＝4H2O【解析】根据总反应式可知，甲烷在反应中被氧化，因此应在负极上反应；氧气在反应中被还原，应在正极上反应。
然后根据电解质溶液的酸碱性可知，电解质溶液为碱性溶液时，在电极反应式中不能有H+参加或生成，也不能有酸性物质生成；电解质溶液为酸性溶液时，在电极反应式中不能有OH－参加或生成，也不能有碱性物质生成。