1、葛秀桥第一节第一节 化学反应与能化学反应与能量变化量变化 第二课时 化学反应与电能2022年3月6日星期日1葛秀桥新人教版化学2019葛秀桥学习目标学习目标 （1）通过对设计原电池装置必要性的论证，提升将化学知识应用于）通过对设计原电池装置必要性的论证，提升将化学知识应用于生产和生活的社会责任感，并逐步形成绿色化学观念生产和生活的社会责任感，并逐步形成绿色化学观念 （2）通过对设计原电池装置可行性的论证，加深对氧化还原反应本）通过对设计原电池装置可行性的论证，加深对氧化还原反应本质的理解，并能从多角度分析和利用化学反应中的能量变化质的理解，并能从多角度分析和利用化学反应中的能量变化 （3）通过
2、对原电池形成条件的探究，锻炼探究能力，并且深化对化）通过对原电池形成条件的探究，锻炼探究能力，并且深化对化学实验学实验“提出假设提出假设实验证实或证伪实验证实或证伪发现新问题发现新问题提出新假设提出新假设得得出结论出结论”研究模式的认识，加强实验探究能力研究模式的认识，加强实验探究能力 （4）知道可以通过分析、推理、实验等方法认识氧化还原反应的本）知道可以通过分析、推理、实验等方法认识氧化还原反应的本质特征、原电池的构成要素及其相互关系，建立认知模型质特征、原电池的构成要素及其相互关系，建立认知模型2022年3月6日星期日2新人教版化学2019葛秀桥学习重点和难点学习重点和难点 重点：重点：理
3、解氧化还原反应与原电池原理之间的联系理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系了解原电池的形成条件，分析简单原电池的原理了解原电池的形成条件，分析简单原电池的原理 难点难点原电池装置的设计原电池装置的设计2022年3月6日星期日3新人教版化学2019葛秀桥知识回顾知识回顾 1、氧化还原反应的概念、氧化还原反应的概念 2、用单线桥标电子转移、用单线桥标电子转移4NH3+5O2=4NO+6H2OSO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O2022年3月6日星期日4新人教版化学2019葛秀桥知识回顾知识回顾 1、氧化还原反应：有电子转移的
4、化学反应或元素的化合价、氧化还原反应：有电子转移的化学反应或元素的化合价有升降的化学反应有升降的化学反应 2、2022年3月6日星期日新人教版化学201954NH3+5O2=4NO+6H2O失去失去4 5e5e- -得到得到10 2e2e- -3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O失去失去3 2e2e- -得到得到2 3e3e- -SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl失去失去2e e- -得到得到2e2e- -葛秀桥导引导引 同学们，你们能想象一下没有电之后的生活吗？同学们，你们能想象一下没有电之后的生活吗？ 实际上没有电，我们将寸步难行。电的使用早实际上没
5、有电，我们将寸步难行。电的使用早已进入了我们生活的每一个角落。由于原料来已进入了我们生活的每一个角落。由于原料来源丰富，建厂占地面积小，成本和技术要求都比较低，所以源丰富，建厂占地面积小，成本和技术要求都比较低，所以火力发电目前在我国仍占总发电量的火力发电目前在我国仍占总发电量的60%以上。那么，在火以上。那么，在火力发电过程中，化学能是如何转变成电能的？力发电过程中，化学能是如何转变成电能的？2022年3月6日星期日6新人教版化学2019葛秀桥2022年3月6日星期日7火力发电厂的工作原理示意图火力发电厂的工作原理示意图新人教版化学2019葛秀桥火力发电火力发电2022年3月6日星期日8 根
6、据上图分析其中发生的能量转换根据上图分析其中发生的能量转换化石燃化石燃料（化料（化学能）学能）燃料燃燃料燃烧烧热能热能蒸汽轮蒸汽轮机机机械能机械能发电机发电机电能电能化学能转变成电能，在能量的利用率上，火力发电能源化学能转变成电能，在能量的利用率上，火力发电能源利用率仅为利用率仅为30%-40%。而且煤作为一种不可再生的资。而且煤作为一种不可再生的资源，终会有用完的一天。因此我们不得不思考以下问题：源，终会有用完的一天。因此我们不得不思考以下问题：1、能不能减少中间环节，将化学能直接转化为电能？、能不能减少中间环节，将化学能直接转化为电能？关键环节关键环节是什么？是什么？2、能不能找到一类物质
7、来代替煤来发电？、能不能找到一类物质来代替煤来发电？新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 【问题问题】我们能不能利用某一类反应，将化学能直接转化我们能不能利用某一类反应，将化学能直接转化成电能？如果可以，该反应属于哪一类反应成电能？如果可以，该反应属于哪一类反应2022年3月6日星期日9提示：提示：1、电流的实质是什么？、电流的实质是什么？2、我们学过哪些类型的化学反应？这些、我们学过哪些类型的化学反应？这些不同类型反应的特点是什么？不同类型反应的特点是什么？3、哪一类反应最有可能实现将化学能转、哪一类反应最有可能实现将化学能转变为电能的设想？变为电能的设想？氧化还原
8、反应氧化还原反应新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的工作原理原电池的工作原理 【实验实验6-3】（视频链接）（视频链接） （1）将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的）将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象烧杯中，观察现象 （2）用导线转接锌片和铜片，观察、）用导线转接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象比较导线连接前后的现象 （3）如图）如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转电流表，观察电流表的指针是否偏转2022年3月6日星期日10新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、
9、化学反应与电能 原电池的工作原理原电池的工作原理 【实验实验6-3】现象：现象： (1)锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生 (2)当用导线将锌片与铜片相连后，铜片上有气泡产生当用导线将锌片与铜片相连后，铜片上有气泡产生 (3)串联电流表后，电流表指针发生偏转，说明导线中有电串联电流表后，电流表指针发生偏转，说明导线中有电流通过。流通过。2022年3月6日星期日11新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的工作原理原电池的工作原理2022年3月6日星期日12 锌比铜活泼锌比铜活泼,锌与硫酸反应，失去电子锌与硫酸反应，失去电子 锌片：
10、锌片：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应） 电子由锌片通过导线流向铜片，氢离电子由锌片通过导线流向铜片，氢离子从铜片上得电子，还原成氢原子，子从铜片上得电子，还原成氢原子，氢原子结合氢分子从铜片上放出氢原子结合氢分子从铜片上放出 铜片：铜片：2H+2e-=H2（还原反应）（还原反应）【实验实验6-3】分析：分析：新人教版化学2019e-H+H+Zn2+SO42-SO42-离子不参与反应，其作用是什离子不参与反应，其作用是什么？么？葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的工作原理原电池的工作原理 【实验实验6-3】结论：通过特定的装置使氧化反应结论：通过特定的装置使氧化反应
11、与还原反应分别在两个不同的区域与还原反应分别在两个不同的区域进行，可以使氧化还原反应中转移进行，可以使氧化还原反应中转移的电子通过导体发生定向移动，形的电子通过导体发生定向移动，形成电流，这种把化学能转化为电能的装置叫做原电池成电流，这种把化学能转化为电能的装置叫做原电池2022年3月6日星期日13新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 【目的目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的构成要素。构成要素。 【用品用品】水果，食盐水，酒精，稀硫酸，硫酸铜，滤纸，铜片、水果，食
12、盐水，酒精，稀硫酸，硫酸铜，滤纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，发光二极管，电流表，铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，发光二极管，电流表，烧杯。烧杯。2022年3月6日星期日14如果学生不能动手实验，可以让学生先如果学生不能动手实验，可以让学生先根据给出的用品设计电池，并画出装置根据给出的用品设计电池，并画出装置新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 2022年3月6日星期日15电极材料、溶液电极材料、溶液可以换可以换新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 【实
13、验实验】（1）水果电池）水果电池（2）简易电池）简易电池试验和比较不同材料作电极的效果试验和比较不同材料作电极的效果（3）设计演示原电池的趣味实验）设计演示原电池的趣味实验2022年3月6日星期日16新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 【问题和讨论问题和讨论】（1）水果电池中，水果的作用是什么？简易电池中，食盐）水果电池中，水果的作用是什么？简易电池中，食盐水的作用是什么？水的作用是什么？（2）通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电）通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电极料的选择有一些值得注意的问题？极料的选择
14、有一些值得注意的问题？（3）在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些？）在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些？2022年3月6日星期日17新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 【问题和讨论问题和讨论】（1）水果电池中，水果的作用是什么？简易电池中，食盐）水果电池中，水果的作用是什么？简易电池中，食盐水的作用是什么？水的作用是什么？2022年3月6日星期日181、形成回路、形成回路2、提供反应环境（酸性、碱性）、提供反应环境（酸性、碱性）1、形成回路、形成回路2、提供反应物、提供反应物.新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应
15、与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 【问题和讨论问题和讨论】（2）通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电）通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电极料的选择有一些值得注意的问题？极料的选择有一些值得注意的问题？2022年3月6日星期日19活泼性不同的能导电的材料；活泼性不同的能导电的材料；活泼性差别越大，电流超强活泼性差别越大，电流超强新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 原电池的设计与制作原电池的设计与制作 【问题和讨论问题和讨论】（3）在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些？）在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些
16、？2022年3月6日星期日201、形成闭合回路、形成闭合回路2、有自发的氧化还原反应、有自发的氧化还原反应3、有电极（一般活泼性不同）、有电极（一般活泼性不同）新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 总结总结 1、原电池：将化学能直接转变为电能的装置、原电池：将化学能直接转变为电能的装置 2、形成原电法的条件：、形成原电法的条件： 3、电极反应：、电极反应：正极（还原反应）：正极（还原反应）： 2H+2e-=H2负极（氧化反应）：负极（氧化反应）： Zn-2e-=Zn2+2022年3月6日星期日新人教版化学2019211、形成闭合回路（导线、电解质溶液）、形成闭合回路（
17、导线、电解质溶液）2、有自发的氧化还原反应、有自发的氧化还原反应3、有电极（一般活泼性不同）、有电极（一般活泼性不同）负极负极失去电子的一极失去电子的一极氧化反应氧化反应活性强活性强正极正极得到电子的一极得到电子的一极还原反应还原反应活性弱活性弱Zn+2H+=Zn2+H2葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 总结总结4、工作原理、工作原理 2022年3月6日星期日新人教版化学201922负极发生氧化反应输出电子 电子经由外电路输入正极 正极发生还原反应消耗电子外电路：内电路：阳离子 正极阴离子 负极负极 正极e-正极 负极e-葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 总结总结5、正负极
18、的判断、正负极的判断2022年3月6日星期日新人教版化学201923根据电极材料的活泼性判断。一般是较活泼 的做负极根据外电路中电子流向或电流方向判断。电 子流出的一极或者电流流入的一极做负极根据根据内电路中阴阳离子定向移动的方向 判断根据电极反应的类型判断根据反应现象判断葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 常见的化学电源常见的化学电源 【阅读课本阅读课本38、39页页】 1、化学电源的分类？、化学电源的分类？ 2、碱性锌锰干电池的构造？正负极分别是什么？属于哪类、碱性锌锰干电池的构造？正负极分别是什么？属于哪类电源？电源？ 3、常见的二次电池有哪些？、常见的二次电池有哪些？2022年
19、3月6日星期日24新人教版化学2019葛秀桥二、化学反应与电能二、化学反应与电能 常见的化学电源常见的化学电源 【阅读课本阅读课本38、39页页】 1、一次电池和二次电池、一次电池和二次电池 2、石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液、石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液锌筒作负极；工作时锌被氧化，二氧化锰被锌筒作负极；工作时锌被氧化，二氧化锰被还原还原 3、铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。、铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。2022年3月6日星期日25新人教版化学2019葛秀桥锌锰干电池锌锰干电池 2022年3月6日星期日新人教版化学201926 常见的锌锰干电池的构造如图6-10所示。其中，石
20、墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O负极负极(Zn): Zn - 2e- = Zn2+正极正极(C)： 2MnO2 + 2NH4+2e- = Mn2O3+ 2NH3+H2O葛秀桥二次电池二次电池 2022年3月6日星期日新人教版化学201927 有些电池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
21、电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。负极负极: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 正极正极: PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O正极：正极：PbO2负极：负极：Pb电解质：电解质：H2SO4溶液溶液 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应正负极材料正负极材料Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- 2PbSO4 + 2H2O放电放电充电充电葛秀桥 2022年3月6日星期日新人教版化学20
22、1928发展中的燃料电池 燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低。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，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。 燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领城有广阔的应用前景。葛秀桥练习练习 1、下列关于下图所示装置的叙述，错误的是
23、（、下列关于下图所示装置的叙述，错误的是（ ）A.锌是负极，其质量逐渐减小锌是负极，其质量逐渐减小B.氢离子在铜表面被还原，产生气泡氢离子在铜表面被还原，产生气泡C.电流从锌片经导线流向铜片电流从锌片经导线流向铜片D.电子从锌片经导线流向铜片电子从锌片经导线流向铜片2022年3月6日星期日29C新人教版化学2019葛秀桥练习练习 2、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ）A.图图1所示装置能将化学能转化为电能所示装置能将化学能转化为电能B.图图2所示反应为吸热反应所示反应为吸热反应C.锌锰干电池中，锌筒作正极锌锰干电池中，锌筒作正极D.蓄电池充电时也发生了氧化还原反应蓄电池充电时也发生了氧
24、化还原反应2022年3月6日星期日30D新人教版化学2019葛秀桥练习练习 3、将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴入稀硫酸直至全部润湿。下列叙述正确的是（入稀硫酸直至全部润湿。下列叙述正确的是（ ）A.锌片上有气泡，铜片溶解锌片上有气泡，铜片溶解B.锌片发生还原反应锌片发生还原反应C.电子都是从铜片经外电路流向锌片电子都是从铜片经外电路流向锌片D.该装置至少有两种形式的能量转换该装置至少有两种形式的能量转换2022年3月6日星期日31
25、D新人教版化学2019葛秀桥练习练习 4、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间稳定的放电电压。高铁电池的总反应为该电池能长时间稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列叙述不正确的是（下列叙述不正确的是（ ）A.放电时负极反应为放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.放电时正极反应为放电时正极反应为FeO42-+4H2O +3e-=Fe(OH)3+5OH-C.放电时每转移放电时每转移3mol电子，正极有电子，正极有1mol被氧化被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强放电时正极附近溶液的碱性增强2022年3月6日星期日32C放电放电充电充电新人教版化学2019葛秀桥作业作业 1、整理归纳：判断原电池正负极的方法有哪些？、整理归纳：判断原电池正负极的方法有哪些？ 2、查阅资料：锌锰干电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原、查阅资料：锌锰干电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理（电极反应式写出来）理（电极反应式写出来）2022年3月6日星期日33新人教版化学2019
