2.2.1化学能与电能
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。
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
《原电池原理及组成》教学设计
原电池原理【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。
【投影】【板书】活动一、化学能与电能的转化【思考】阅读教材P39页“资料卡片”，思考什么是一次能源和二次能源？填写下表内容。
【交流投影】分类 定义实例一次能源直接从自然界取得的能源 流水、风力、化石能源、天然铀矿等 二次能源一次能源经加工、转换得到的能源电力、蒸汽等。
其中电能是应用最广泛，使用最方便，污染最小的能源。
【讨论1】（1）根据教材P40页图2-8，分析思考火电站的工作原理及如何实现能量转化的？ 【交流1】①火力发电(火电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧，使化学能转变为热能，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。
【交流2】②燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程，该过程可表示为：【板书】化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能 其中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
【交流3】③能量转化装置：燃烧炉→ 蒸汽机 →电机，说明化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。
【讨论2】（2）火力发电有哪些优点和缺点？【交流1】优点：(1)我国煤炭资源丰富；(2)电能清洁、安全，又快捷方便。
【交流2】缺点：(1)排出大量的温室气体CO 2；(2)有些废气可能导致酸雨，如SO 2；(3)消耗大量的不可再生能源；(4)能量转化率低；(5)产生大量的废渣、废水。
【小结】按照人类对能源的利用及性质，能源还可以进行哪些分类？ 【交流】 能源类别 定义 按利用历史 按性质 举例 一次能源直接从自然界常规能源可再生能源水能实验步骤现象锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流表指针发生偏转两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流表指针不偏转无现象解释或说明锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流锌与稀硫酸反应产生氢气，但导线中无电流乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应【小结】根据上述实验探究，思考原电池的定义、构成条件、工作原理分别是什么？【交流1】(1)原电池的概念是将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。
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。
2.2.1化学能与电能
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
水果电池
土豆
西红柿
萝卜
A
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程。 H+ 2.原电池：将化学能转化为电能的装置。 2－ －＝Zn2＋ （氧化反应） SO4 H+ 负极(Zn)：Zn－2e 正极(Cu)：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（或非金属导体）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。
稀硫酸 实验2:铜片插入稀硫酸中
第一小组：实验探究一
实验序号 实验1 实验2
实验步骤
实验现象
锌片插入稀硫酸
铜片插入稀硫酸
思考问题 寻找答案
问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到 电子？ 问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中 的H＋的？ 问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？
组内交流 列出想法
一
Zn与Cu插入稀硫酸的现象与解释 现象 锌片表面有气泡 结论或解释 锌与稀硫酸反应
铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反应
实验
Zn
稀H2SO4
Cu
铜片表面无气泡
稀H2SO4
Zn
Cu
锌片表面有气泡 铜片表面无气泡 铜片有大量气泡
Zn
稀H2SO4
Cu
稀H2SO4
?
原电池的构成条件：
反有 应自 发发 生的 氧 化 还 原 (1)有两个活泼性不同的电极 (2)有电解质溶液 (3)能形成闭合回路
正极
2.1 2.2化学能与热能、化学能与电能
化学能与热能、化学能与电能一、一周内容概述本周学习了化学能与电能的转化、太阳能、生物质能和氢能的利用，重点介绍了: 原电池的化学原理、电极反应式的书写、电解原理、能量变化的综合利用等。
二、重难点知识剖析（一）原电池的化学原理1、原电池的本质是将化学能转化为电能原电池的正、负极变化的规律为：负极——电子流出的一极，通常是活泼性较强的金属，电极被氧化，电极上发生氧化反应。
如： Zn－2e－＝Zn2＋正极——电子流入的一极，通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电极上发生还原反应。
如： 2H＋＋2e －＝H2↑原电池中电子从负极流出，流入正极，与电流方向相反。
2、形成原电池的条件两种不同的金属（或一种为能导电的非金属）以导线相连（或直接接触），插入电解质溶液里，形成闭合回路。
（二）原电池中的反应书写原电池有关反应式时，要遵循原子守恒和电荷守恒原理，弱电解质写成化学式，在正极上的电级反应应按阳离子放电顺序（氧化性强的阳离子先还原）写出反应式，现以 Cu— Zn 原电池（右图）为例说明原电池中的反应。
1、电极反应分别在负极和正极进行的氧化和还原反应叫做电极反应。
负极 (－) Zn，Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反应）正极 (＋) Cu，2H＋＋2e－＝H2↑（还原反应）2、电池反应电极反应的总反应叫做总电池反应式或电池反应式，书写时，将两个电级反应式相加，消去电子，即得原电池的电池反应式。
电池反应式：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑如果把电池中的稀 H2SO4换为醋酸溶液，电池反应式为：Zn＋2CH3COOH＝(CH3COO)2Zn＋H2↑（三）原电池的基本类型1、负极参与反应的原电池这是最基本最早的原电池，例 Cu—Zn 原电池（伏打电池）。
锌锰电池（干电池）：锌皮是负极，中间碳棒是正极，石墨周围填充 ZnCl2、NH4Cl 和淀粉糊作电解液，填有 MnO2吸收正极放出的 H2，电池反应式：负极(Zn)Zn－2e－＝Zn2＋正极(C)2NH4＋＋2e－＝2NH3↑＋H2↑H2＋MnO2＝Mn2O3＋H2O正极产生的 NH3被 ZnCl2吸收： Zn2＋＋4NH3＝[Zn(NH3)4]2＋电池反应式：2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝[Zn(NH3)4]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O2、两极都参加反应的原电池可充电池都是两极都参加反应的原电池。
高一化学能和电能知识点
高一化学能和电能知识点能和电能是高一化学中的重要知识点，它们是我们理解和解释物质和化学反应的基础。
本文将深入探讨能和电能的概念、特性和应用。
一、能的概念和特性能是物体或系统做功能或进行变化的基本能力。
它存在于各种形式，包括热能、化学能、机械能等。
以下是一些常见的能的特性：1. 守恒性：能的总量在封闭系统中守恒，能量不能被创造或销毁，只能互相转化。
2. 转化性：能可以在不同形式之间互相转化。
例如，电能可以转化为热能、机械能可以转化为电能等。
3. 传递性：能可以通过传热、传动等方式从一个物体传递到另一个物体。
4. 定量性：能可以通过测量来进行定量描述，单位通常为焦耳(J)。
二、化学能的概念和应用化学能是物质内部的能量，它存在于物质的化学键中。
以下是一些重要的化学能相关概念和应用：1. 化学键和化学反应：化学键是原子之间形成的强相互吸引力，它储存了化学能。
化学反应发生时，化学键被打破和重新形成，储存在化学键中的能被释放或吸收。
2. 燃烧反应：燃烧是一种常见的化学反应，涉及到化学能的转化。
例如，燃烧木材时，化学能转化为热能和光能。
3. 内能：物质的内能是由其分子和原子之间相互作用引起的，是体系的总能量。
它包括了分子动能、位能等。
4. 三大能量转化：化学能可以转化为热能、机械能和电能。
例如，煤炭燃烧时释放的化学能可以转化为热能，用于供暖、发电等。
三、电能的概念和应用电能是由电荷运动带来的能量，是一种重要的能量形式。
以下是一些关于电能的概念和应用：1. 电荷和电场：电荷是带有电性的粒子，通过它们的运动可以产生电能。
电场是由电荷形成的力场，是电能传递的媒介。
2. 电路和电流：电路是由导体、电源和负载组成的闭合路径，电流是电荷在电路中的流动。
电流的大小与电荷的数量和流动速度有关。
3. 电压和电势差：电压是电势差的另一种称呼，用来描述电荷在电场中受到的推动力。
电势差越大，电荷流动的速度越快。
4. 电功和功率：电功是指单位时间内电流通过负载所做的功，功率是电功的变化率。
2.2.1 化学能与电能 课件 人教版高一化学必修二
电子移动方向： 锌片→铜片
阳离子移向：铜片 阴离子移向：锌片
交流讨论
电子移动方向：锌片→铜片 阴离子移向：锌片 阳离子移向：铜片
电极 外电路电子流动方向
锌片
负极 电子流出的一极
铜片
正极 电子流入的一极
Cu-Zn原电池： 负极：Zn－2e-=Zn2（+ 氧化反应）--锌片 正极： 2H++2e-=H2（↑ 还原反应）--铜片 总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
电子由锌片经导线流向铜片
电子从锌极流出
负极
还原剂(Zn)失去 电子，发生氧化 反应
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
Zn2+ H+
SO42-
流入铜极. 正极
氧化剂(H+)在铜 极上得到电子， 发生还原反应
2H+ +2e-=H2
电流方向
负极
★ 正极
较活泼金属
不活泼金属或石墨
负极材料自身 失去电子
氧化反应
②揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生 原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
③判断金属活动性的强弱 一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极
[例] X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶 液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时， Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性 顺序为( C ) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ
潮汐能发电
地热发电
燃烧
蒸汽
发电机
直接转化？
如何将化学能直接转化为电能？
现象 铜片 表面有气泡产生 锌片 逐渐溶解 电流表 电流表指针偏转
高中化学必修二教案-2.2化学能与电能1-人教版
化学能与电能的教学设计一、概述这节课是新课程化学2第二章的第二节《化学能与电能》第一课时的内容。
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”的研究之中。
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。
二、教学目标分析（1）知识与技能①初步掌握原电池的概念和形成条件，理解原电池的原理。
②训练学生的实验操作技能。
（2）过程与方法：①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池的概念，理解和掌握原电池的原理。
②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。
（3）情感态度①通过对原电池工作原理及条件的探究，培养浓厚的学习兴趣，养成严谨求实的科学态度。
②利用实验进行探究，树立绿色化学理念，培养科学发展观，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
三、学习者特征分析学生在必修1中已经学习了钢铁的腐蚀，在日常生活中也见到各种类型的电池，认识到生活中处处有化学。
也已经习惯了新教材的学习思路和学习方法，同时已具备一定的化学思维基础和基础实验技能，这些都将提高学生学习本课的积极性，也为提高学生的课堂解决问题能力和实践动手能力创造了条件。
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。
化学能与电能1
化学能与电能教学设计课标要求：举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识开发清洁燃料和研制新型电池的重要性。
教材分析：本节内容是原高二第四章第三节原电池原理，是教学中的难点。
本节内容分两块，其一化学能与电能，其二几种常见的化学电源。
本节内容分两课时，本节课完成第一部分，重点原电池原理和形成条件，难点电极反应式的书写。
本文最好配合学生亲手实验才能对某些现象记忆犹新。
学情分析：学生在初中地理课上已经学过一次能源二次能源，理解电力是二次能源很容易，物理课学过电流方向和电子流动反向相反，从而对原电池正负极判断和原理书写打基础。
教学目标：知识与技能，理解原电池原理和形成条件，会书写简单的电极反应式。
过程与方法，通过学生设计完成原电池形成条件的实验，学习实验探究的方法。
情感态度价值观，通过本课的学习发展学生学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，通过小组活动提高学生与他人交流合作的能力教学策略：对比法、实验法、分析法、总结法、归纳法教学过程：【引入】初中地理课我们学习了一次能源和二次能源的问题，我们怎么样区分一次能源和二次能源，电能又属于哪一类呢？【学生活动】思考，回答【教师活动】对，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，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电能的应用。
那么，电能是如何产生的呢？这就让我们用化学知识揭开这个谜。
我们现在所用的基本都是火力发的电，即燃煤发电，大家知道这里面的能量变化过程吗？【板书】1、燃煤发电的过程【板书】2、燃烧的本质──氧化还原反应【分析】氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，伴随着体系能量的变化。
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，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
如果要把可产生的电能以化学能的形式储存起来，这就是我们这节课要研究的重要知识点──原电池，这种装置可以将氧化还原反应的能量储存起来，类似于水库的蓄能。
化学必修2化学能与电能
化学必修2化学能与电能《化学必修 2 化学能与电能》在我们的日常生活中，电能是一种不可或缺的能源形式。
从照明、通讯到交通、生产，几乎处处都离不开电。
然而，你是否想过电能是从何而来的呢？这就不得不提到化学能与电能之间的奇妙转化。
化学能，简单来说，就是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量。
而电能，则是电荷定向移动所形成的能量。
当这两种能量相互转化时，就为我们的现代生活带来了极大的便利。
让我们先来了解一下原电池，这是实现化学能转化为电能的重要装置。
想象一下，把一块锌片和一块铜片插入稀硫酸溶液中，然后用导线将它们连接起来，并在导线中间接入一个电流表。
这时，你会惊奇地发现电流表的指针发生了偏转，这就意味着有电流产生了。
在这个简单的装置中，锌片失去电子变成锌离子进入溶液，发生了氧化反应；而铜片周围的氢离子得到电子变成氢气，发生了还原反应。
电子通过导线从锌片流向铜片，从而形成了电流，实现了化学能向电能的转化。
原电池的工作原理其实并不复杂。
它由两个半电池组成，一个发生氧化反应，称为负极；另一个发生还原反应，称为正极。
在负极，通常是较活泼的金属失去电子；在正极，通常是溶液中的阳离子得到电子。
两个半电池通过导线和电解质溶液连接起来，形成一个闭合回路，使得电子能够定向移动，从而产生电流。
那么，原电池有哪些实际应用呢？首先，电池就是最常见的例子。
从干电池、充电电池到燃料电池，它们都是基于原电池的原理工作的。
干电池如我们常用的五号、七号电池，方便携带，为各种小型电器提供能源。
充电电池则可以反复充电使用，更加环保和经济。
燃料电池则是一种高效、清洁的能源装置，具有广阔的发展前景。
除了电池，原电池在金属的腐蚀与防护方面也有着重要的意义。
金属的腐蚀是一个自发的氧化还原过程，在很多情况下会给我们带来巨大的损失。
例如，钢铁在潮湿的空气中容易生锈，这就是铁发生了电化学腐蚀。
了解了电化学腐蚀的原理，我们就可以采取相应的防护措施，比如在金属表面涂漆、镀锌、镀镍等，或者连接一块更活泼的金属来保护主体金属。
高中化学必修二-化学能与电能
高中化学必修二-化学能与电能高中化学必修二化学能与电能在我们的日常生活中，电能无处不在，从照明的电灯到驱动的电动车，从通讯的手机到娱乐的电视，电能已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
那么，电能是如何产生的呢？这就不得不提到化学能与电能之间的奇妙转化。
化学能，简单来说，就是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量。
而电能，则是电荷定向移动所形成的能量。
当这两种能量相互转化时，就为我们的现代生活带来了极大的便利。
要理解化学能与电能的转化，首先我们要了解原电池。
原电池是将化学能转化为电能的装置。
它的构成要件包括两个不同的电极、电解质溶液以及形成闭合回路。
比如说铜锌原电池，锌片和铜片分别作为两个电极，硫酸溶液作为电解质溶液。
在这个装置中，锌片比铜片更活泼，所以锌片会失去电子，发生氧化反应，成为原电池的负极。
电子会通过导线流向铜片，铜片这边则发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气。
这样，电子的定向移动就形成了电流，从而实现了化学能向电能的转化。
原电池的工作原理其实就是氧化还原反应。
在氧化还原反应中，有物质失去电子，同时有物质得到电子。
原电池巧妙地利用了这种电子的转移，将化学能转化为了电能。
那么，原电池有哪些实际应用呢？首先，在日常生活中，我们使用的干电池就是一种常见的原电池。
干电池里面有锌筒作为负极，石墨棒作为正极，氯化铵和二氧化锰等物质作为电解质。
另外，在汽车中使用的蓄电池也是一种原电池。
在充电时，电能转化为化学能储存起来；在放电时，化学能又转化为电能供汽车使用。
除了原电池，我们还经常听到燃料电池这个词。
燃料电池是一种高效、环保的能源转化装置。
它的燃料可以是氢气、甲烷等，氧化剂通常是氧气。
在燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，氧化剂在正极发生还原反应，从而产生电能。
与传统的燃烧能源方式相比，燃料电池具有很多优点。
它的能量转化效率高，而且产生的废弃物少，对环境更加友好。
化学能转化为电能的过程中，还有一些关键的因素需要考虑。
2.2第1课时：化学能与电能 课件-高中化学必修二
四.原电池——化学能直接转化为电能 1.定义：将化学能转变为电能的装置 按照课本40页实验2-4组装原电池
锌电极 固体溶现象铜电极 冒气泡2.电极判断、电极反应书写
负极：失电子、氧化反应
Zn－2e－=Zn2＋
正极：得电子、还原反应
2H＋＋2e－=H2↑
简称：负氧正还
写出总离子反应方程式
3.工作原理
3.观察生活中发电站：电能如何产生？ 水利发电 火力发电
风力发电 地热发电
核能发电 人力发电
近年来我国发电总量构成图 观看：课本40页图2-8，火电站工作原理图
火力发电：化学能间接转化为电能
(1)过程：
化学能―燃―烧→热能―蒸―汽→机械能―发―电→机 电能
(2)缺点：
转换环节多、效率低、能源浪费多、环境 污染严重。 思考：采用啥装置可以直接将化学能转化为电能？
铜半电池
锌半电池电极反应： 铜半电池电极反应： 硫酸根的运动方向：
拓展3：盐桥
盐桥的作用： 离子的迁移方向：
练习：下图所示装置能够组成原电池的是
EFH
拓展应用：判断电极、并写出电极反应
总结归纳：原电池正负极的判断
练习： 课本44-43页：1-2题
1.电子运动方向 电子不下“水”
2.离子运动方向 离子不上“岸”
3.电流运动方向
4.电解质溶液变化
原电池工作原理体验
4.原电池构成条件归纳 1.自发的氧化还原反应
2.活性不同的两电极 3.电解质溶液 4.闭合回路
拓展1：判断电极、写电极反应、分析原理
拓展2：半电池
ZnSO4
锌半电池
CuSO4
人教版必修二第2章第2节第1课时
化学能与电能
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氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
一、化学能转化为电能
化石燃料燃烧
？
热 能
推动蒸汽机
化 学 能
机 械 能
电 能
带动发电机
加热水蒸气
能否找到一种装置将化学能直接转 化为电能呢？
一、化学能转化为电能
探究实验
实验一 把一块锌片和 铜片分别插入盛有稀硫 酸的烧杯中,观察实验, 记录现象(注意稀硫酸的 量不要太多) 实验二 把一块锌片和铜 片同时插入盛有稀硫酸的 烧杯中,观察实验,记录现 象(注意两块金属片不要相 接触)
一、化学能转化为电能
1、定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做 原电池。
学与问：根据所了解的电学知识，你知道电子时怎 样流动的吗？如何判定装置的正负极？
2、原电池的电极
电极 负极 正极 电极材料 还原性较强的 金属 还原性较弱的 金属 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流动方向 电子流出（流向 正极）的一极 电子流入（来自 负极）的一极
原电池工作原理图示 外电路
负极 阴 离 子
氧化反应
还原反应
正极 阳 离 子
电解质溶液
内电路
氧化还原反应 3、原电池化学反应本质：
负极：还原性相对较强的 材料 正极：还原性相对较弱的 材料
“负极出电子，电子回正极”
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。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境， 化学物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
实验探究
请将实验现象记录在课本P41表中：
现象
铜片 锌片
电流表
Cu片有气泡产生 Zn片表面没有气泡产生，锌片 溶解 电流表指针偏转
结论： 有电流产生
1. 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中， 电流计指针为什么会发生偏转？ 2. 从能量变化的角度分析这是一种什么 装置？ 3. 锌片的质量有无变化？溶液中C(H+)如 何变化？ 4. 请分别写出锌片和铜片上变化的离子方 程式，再写出总反应的离子方程式。
H+
H+
Cu
2.Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+
Cu片：2H++2e- = H2 ↑ （氧化反应） （还原反应）
（铜片在这里起传导电子的作用）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 电极反应总式：
2eZn +2H+ == Zn2+ + H2↑
5. 电子流动的方向如何? 电子由锌片经导线流向铜片 6. 电流 的方向如何? 电子流由铜片经导线流向锌片 7. 硫酸溶液中的阴、阳离子应该怎样运动? 为什么?
H+向Cu片定向移动；
SO42-向Zn片定向移动； 保证电解质溶液中“电荷守恒”。
e-
电流表
- 负极
I
正极 +
H2
Zn
SO24
Zn 2+
演示探究
锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转 1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法
化学能直接转化为电能
一、化学能转化为电能
一、化学能转化为电能
A Zn(x) Cu
A
A
Zn Zn C
Zn
(x)
(√)
H+ SO42－ H+ A
煤油 A Zn H+ SO42－ H+ 木条
H+ SO42－ H+ Zn
Cu
(x)
SO4
2—
H+
H+
H+ 2－ SO + 4 H
(x)
一、化学能转化为电能
4、原电池工作原理： ⑴、电极反应： 锌片(负极)： Zn - 2e- = Zn2+ 失电子，发生氧化反应 铜片(正极)： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 得电子，发生还原反应 ⑵、电池反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
原电池的反应实质： 氧化还原反应
化学能
电能 ？（看书P35页第二、三段，回答问题）
1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学 能要经过一系列能量转换才能转换为电能。 2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反 应在两个不同区域进行。 3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从 氧化剂区域流向还原剂区域。
一、化学能转化为电能
实验现象 实验1
①锌片表面有气泡 ②铜片表面无气泡
结
Zn2+2H+=Zn2++H2↑
论
Cu不与稀H2SO4反应
实验现象 实验2
结
论
①锌片表面有气泡 Zn2+2H+=Zn2++H2↑ ②铜片表面无气泡 Cu不与稀H2SO4反应
一、化学能转化为电能
实验三 用导线把实验二中的锌片和铜片连 接起来,观察实验现象并记录(注意两块金属 片不要相接触)
如何书写电极反应方程式
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑ 总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ↑ 负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu
总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
练 习
2 ．下列装置哪些可以形成原电池 ? 形成原电池 的写出电极反应式,并指出电子流动方向。
专题：如何判断原电池的正负极
1.活泼性
2.氧化还原反应 3.电子的流向，电流的方向 4.根据现象 5.根据阴阳离子的移动方向
二、发展中的化学电源
1、干电池结构及电极反应原理
干电池
碱性电池
2. 铅蓄电池
→ 2PbSO +2H O Pb+PbO2+4H++2SO42-充电 ← 4 2
放电
3. 银锌电池
2Ag+Zn(OH)2
充电 放电
Zn+Ag2O+H2O
4.锂电池
锂是密度最小的金属，用锂作为电 池的负极，跟用相同质量的其他金属作 负极相比较，使用寿命大大延长。
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
氢氧燃料电池：
负极： 2H2+4OH－－4e－=4H2O(氧化反应)
正极：
O2+2H2O+4e－=4OH－(还原反应) 总反应：2H2+O2=2H2O
其他电池
空气电池
2001年我国发电总量构成
一、化学能转化为电能
1、火力发电原理及过程
燃烧
化学能
热能
蒸汽
机械能
发电机
电能
一、化学能转化为电能化石燃料燃烧推源自蒸汽机化 学 能热 能
加热水蒸气
机 械 能
电 能
带动发电机
一、化学能转化为电能
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
结
论
实验1
①锌片表面有气泡
②铜片表面无气泡
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Cu不与稀H2SO4反应
实验2
同上 铜片表面有气泡 锌片上也有少量气泡 电流计指针偏转
同上
实验3
?
有电流形成
实验4
*************************************************************************************
⑤
Cu
HCl
A
试着说说原电池的构成有什么条件？
C
Cu
Cu
④
Cu
Zn
③
HCl
A
酒精
A
Zn
Cu
Zn
H2SO4
②
Zn
⑥
Zn
A
①
H2SO4
*************************************************************************************
化学能与电能
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
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。
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
一、化学能转化为电能
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
2.1% 5.1%
16.6%
76.2%
一、化学能转化为电能
实验探究形成原电池的条件
形成条件一： 活泼性不同的两个电极材料 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
实验探究形成原电池的条件
（ 可以）