化学能与电能导学案.doc

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1、《化学能与电能》学案导学课前导航目标要求重点提示学习方略1．通过对铜锌原电池的实验探究．初步了解原电池的形成条件和工作原理．2．了解生活中常用的化学电源及其应用．原电池的形成条件和工作原理。1.通过思考、实验、观察、归纳激发学生的学习积极性，培养学生由表及里分析问题的能力。2.自主预习．理解原电池的形成条件及工作原理。3.交流讨论，掌握原电池正、负极的判断方法。情景诱思生活中我们将化学能转化为热能，再通过发电机等将热能转化为电能。但火力发电的能量转化效率是比较低的，每一步转化都有能量损失。那么，有没有直接、高效地将化学能转化为电能的设计呢?在今天我们基于原电池原理发明了各种各样的电

2、池，如普通干电池、纽扣电池、铅蓄电池等，人们还在继续进行电池的发明和创造。这些电池的电能是如何转化来的?其工作原理是什么?带着这些问题我们来学习本节的内容。自主学习知识导引：化学能转化为电能1.间接转化。燃烧蒸汽发电机在我国发电总量的构成上，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能能能。2．直接转化—原电池。原电池是将能转变为能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分別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。由此可见原电池反应的本质是氧化还原反应。3.铜锌原电池。（1）装置（如图1所示）。（2）现象：锌片铜片上有产生，电流计指针发生偏转。（3）电

3、子流向：由导线流向。（4）离子移向：电解质溶液中，移向铜极，移向锌极。（5）电极反应。①负极（Zn）：Zn电子，发生反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+②正极(Cu)：H+在铜极上电子，发生反应，电极反应为2H++2e-=H2。③总反应的离子方程式：4．原电池的工作原理。（1）原理：负极电子，发生反应，正极电子，发生反应。（2）电子流向：从极流出，通过导线流人极。（3）离子移向：阴离子移向极，阳离子移向极。【交流与总结】（1）原电池的构成条件：①有活泼性不同的两个电极；②有电解质溶液（酸、碱、盐的溶液均可）；③能构成闭合回路；④能自发发生氧化还原反应。（2）原电池正负极的判断如下

4、：第四页共四页【想一想】图3所示装置中能形成原电池的是（填序号）。知识导引二：常见的化学电源1.干电池。（1）最早使用的化学电池是，它是一种电池，放完电后不能复原，其负极是正极是二氧化锰，电解质为NH4Cl。（2）为了延长电池寿命和提高其性能，将普通干电池中的电解质（填化学式，下同）换成湿的，并在构造上作了改进，制成了2.充电电池又称电池，充电后可继续使用。二次电池在放电时所进行的在充电时可以进行，使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现化学能电能化学能的循环。如最早使用的铅蓄电池，其正极材料为PbO2，负极材料为，电解质为锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。3.燃料电池。（1）原理

5、：利用原电池原理将燃料和氧化剂反应所放出的直接转化为。（2）与其他电池的区別：由外设装备提供和等。（3）氢氧燃料电池(如图4)是一种新型、高效、对环境友好的电池，它与干电池、蓄电池的主要区別在于反应物不是储存在电池内部，而是由外部装置提供燃料和氧化剂。它的优点有：能量转化率高，可持续使用，燃烧产物为水，不污染环境等。通人氢气的电极为极，通入氧气的电极为极，电解质溶液为碱性溶液（如氢氧化钾溶液），电池的总反应为。【交流与总结】燃料电池是特殊的电池，虽然燃料电池中两电极的材料相同，但由于两电极的材料特殊，负极通入的燃料能够失去电子；正极上的氧化剂得到电子，产物与电解质溶液不断发生反应。

6、两电极通入的气体不断发生电子的得失，从而持续且平稳地产生电流。【想一想】燃料电池內部是否有火焰?选择燃料电池的两电极材料时有什么要求?释疑解惑1.所有反应都能被设计成原电池吗?不是。原电池反应中存在电子的转移，故原电池反应的本质是氧化还原反应，只有自发发生的氧化还原反应才能被设计成原电池。2.在判断原电池正负极时，能不能只根据金属活动性的相对强弱进行判断?第四页共四页在判断原电池正负极时，不能只根据金属活动性的相对强弱进行判断，还要考虑电解质溶液的特点。一般来说，活泼金属是负极，但要注意特例：（1）Mg、Al和稀盐酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；若把稀盐酸换为NaOH溶液

7、，则Al作负极，Mg作正极。（2）Al、Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；若把NaOH溶液换为浓硝酸，则Cu作负极。例析原电池原理的应用原电池原理在化工、农业生产和科学研究中有极其重要的应用，在很大程度上改变了我们的生产和生活方式。因此，同学们在学习过程中应充分理解原电池原理，并掌握其应用。下面具体举例，就原电池原理的几个重要应用略加分析。一、设计化学电源【例1】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃