[精品]新人教版必修二高中化学化学能与电能2优质课教案

化学能与电能

第2课时

【教学目标】

1、通过实验探究初步认识一些常见的化学电，进一步学习电极反应式的书写。

2、能从能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应，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。

3、初步了解化学电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。

【教学重点、难点】

能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应。

【教学方法】实物展示和探究相结合

【教学过程】

[引入] 1号和5号干电池大家熟悉吗？它的内部构造大家清楚吗？它的放电原理是什么？

[观察] 1号和5号干电池的外型，说出在日常生活中的用途。

[了解干电池的内部结构]

干电池的构造：石墨棒、MO2糊、NH4C糊、锌筒。

[板书] 二、发展中的化学电

1、干电池

最早使用的，大家熟悉的干电池——锌锰电池。它是一

种一次性电池，放电后不能充电（内部的氧化还原反应是

不可逆的）。

电池反应：正极：MO2 + H2O +2-→ MO(OH) + OH-

负极：Z － 2- → Z2+

Z + 2NH4C － 2- → Z(NH3)2C2 + H+

总反应：Z + MO2 + 2NH4C →MO(OH) + Z(NH3)2C2

缺点：锌皮被腐蚀而穿导致电解液外溢。生活中的1号或5号电池。改进：外壳套上金属筒或塑料筒的方法改成了防漏电池；将糊状NH4C 换成湿的KOH，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池，延长了电池的使用寿命。广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。

[思考与交流] 在购买、保存和使用干电池方面你有何经验和建议？[问题] 汽车用的电瓶是一种什么样的化学电？

[板书]

2、充电电池

[展示] 铅蓄电池（简称蓄电池）

充电电池又称为二次电池，它在放电时进行的氧

化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般通过充

电器将交流电转化为直流电进行充电），使电池恢复

到放电前的状态。这样可以实现：化学能转换为电

能（放电）、再由电能转变为化学能（充电）的循环。

缺点：由于电池制造工艺等方面存在不足，实际上冲放电电池的冲放电次数仍有限制，且使用是否得当，对电池的工作状态及寿命影响很大。最早使用的充电电池是铅蓄电池。目前，汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池。

电池反应（放电）：正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2-→ PbSO4 + 2H2O

负极：Pb + SO42- - 2-→ PbSO4

总反应：PbO2+ 4H++ SO42- + Pb ==== 2PbSO4+ 2H2O [思考与回答] 铅蓄电池充电时，其反应原理正好放电时相反，原的负极（阳极）反应为

原的正极（阴极）反应为。你能它们的电极反应？

改进：新型的封闭式体积小的充电电池——镊镉电池。可以反复充电500次以上，广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。

电池反应（放电）：正极：2NO(OH) + 2H2O + 2-→ 2N(OH)2 + 2OH-

负极：Cd + OH- - 2-→ Cd(OH)2

总反应：Cd + 2NOOH + 2H2O ==== Cd(OH)2 + 2N(OH)2

缺点：镉是致癌物质，废弃的镊镉电池如不回收，会严重污染环境，这制约了镊镉电池的发展。镊氢电池的面世初步解决了这个问题。

目前，手机常见电池类别有：N-MH（镍氢电池）、L-o（锂电池）、LB（液体锂离子电池）、LP（聚合物锂离子电池）

3、燃料电池

燃料燃烧是一种剧烈的氧化还

原反应，通过燃烧释放的热能

再转化为电能（如火力发电），

其能量转化率不高。燃料电池

就是利用原电池的工作原理将

燃料和氧化剂（如O2）反应所

放出的化学能直接转化为电能的一种高效、对环境友好的装置。燃料电池的能量转化率理论上可以高达85%~90%（现在实际利用率已达到40%~60%）。

燃料电池：燃料：氢气、甲烷（天然气）、甲醇、乙醇、汽油等。

氧化剂：氧气、空气等。

优点：燃料可以从外部不断的输入，减少废电池的污染，电池反应产物对环境没有污染。

以氢氧燃料电池为例：

正极：O2 + 2H2O + 4-→ 4OH-

负极：2H2 + 4OH-－ 4-→ 4H2O

总反应：2H2 + O2 == 2H2O

[科学视野]

我国首辆燃料电池混合动力轿车“超越一号”，2003年8月7日在同济大学校园奔驰，接受国家科技部的验收。

“超越一号”的最高时速每小时１１０公里，可连续行驶２１０公里。在燃料电池汽车领或，“超越一号”大大缩短了我国与世界先进水平的差距。

楚天一号燃料电池电动汽车：由东风汽车公司和武汉理工大学合作联合研发的东风燃料电池电动汽车“楚天一号”通过专家组验收。这是继上海研制的“超越号”之后，我国研发成功的第二台燃料电池轿车型样车。最高时速为103公里。

美国AB1公司预测，2011年，全球燃料电动汽车的产量将达240万辆，约占全球汽车总产量34%。2010年将是燃料电池电动汽车的决战年，而真正成气候，可能是在2020年，这种预测，国内外汽车界人士多是应同的。

笔记本电脑用小型燃料电池

日本东芝公司0335日宣布成功地开发出了支持笔记本电脑的小型燃料电池。东芝公司称，这在世界上首次将燃料电池直接与电脑连接。新型燃料电池采用甲醇作为燃料，与采用锂电池的东芝公司自己生产的笔记本电脑相比，50CC的甲醇可以连续使用5小时，超过锂电池两倍以上。燃料电池的另一个好处时只需填充燃料，而不必像锂电池那样再次充电。