【新教材教案】-魯科版高中化學(xué)選擇性必修1：1.2.2 化學(xué)電源 教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池第二課時(shí) 化學(xué)電源 本節(jié)內(nèi)容主要介紹了三類生活中常見的化學(xué)電源一次電池（鋅錳干電池）、二次電池（鉛蓄電池）、燃料電池（氫氧燃料電池）。目的在于使學(xué)生在學(xué)習(xí)了原電池原理后，能夠利用原電池原理從微觀上對(duì)生活中的化學(xué)電池及其變化進(jìn)行分類表征，能運(yùn)用相關(guān)的化學(xué)用語(yǔ)說明各類電池的有關(guān)變化。通過對(duì)燃料電池裝置的設(shè)計(jì)和原理探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力與創(chuàng)新意識(shí)。宏觀辨識(shí)與微觀探析能從宏觀與微觀結(jié)合的視角對(duì)電池及其變化進(jìn)行分類和表征。能運(yùn)用相關(guān)的化學(xué)用語(yǔ)說明各類電池的有關(guān)變化，能分析電池中的物質(zhì)變化和伴隨發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與電池結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)

2、方案，獨(dú)立完成氫氧燃料電池的實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)證據(jù)，能用數(shù)據(jù)、圖標(biāo)、符號(hào)等處理實(shí)驗(yàn)信息，基于現(xiàn)象進(jìn)行分析并得出結(jié)論，交流自己的探究成果。 科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任了解化學(xué)電源的廣泛應(yīng)用及廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害，在實(shí)踐中逐步形成保護(hù)環(huán)境的觀念。1.鋅錳干電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理2.氫氧燃料電池不同條件下的電極反應(yīng)式 制作氫氧燃料電池所需的試劑和儀器【知識(shí)回顧】回顧原電池工作原理，完成學(xué)案“知識(shí)回顧”部分。原電池是將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置，其原理是將 和 進(jìn)行，還原劑在 極上 電子發(fā)生反應(yīng)，電子流通過導(dǎo)線流向極，氧化劑在 極上電子發(fā)生 反應(yīng)。在原電池中，正極上得電子數(shù)和負(fù)極上失電子的數(shù)目?！就队啊可?/p>

3、中的化學(xué)化學(xué)電源【引入】化學(xué)電源是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)用裝置，常見的化學(xué)電源可分為一次電池、可充電電池和燃料電池。一次電池只能放電不能充電，可充電電池可以反復(fù)充放電又稱為二次電池。一次電池中的鋅錳干電池和氫氧燃料電池，二次電池中的鉛蓄電池是用途廣泛的電池?！景鍟慷?化學(xué)電源【投影】化學(xué)電源的分類【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材P15相關(guān)內(nèi)容，了解鋅錳干電池的工作原理，完成學(xué)案有關(guān)問題。記憶有關(guān)電極反應(yīng)式?！景鍟?.鋅錳干電池【默寫】酸性和堿性鋅錳干電池的電極反應(yīng)式【投影總結(jié)】【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材P16相關(guān)內(nèi)容，了解鋅錳干電池的工作原理，完成學(xué)案有關(guān)問題，記憶電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)?！景鍟?.鉛蓄電池

4、【投影總結(jié)】【講述】除鉛蓄電池外，目前市場(chǎng)上還有鎳鉻電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰離子電池等充電電池。【投影】【引入】燃料電池是一類特殊的電池，其特點(diǎn)是電池的正、負(fù)極反應(yīng)物分別為氧化劑和燃料氣體。且兩種反應(yīng)物能不斷的輸入電池的兩極，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng)，電池反應(yīng)相當(dāng)于燃燒反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，且能量轉(zhuǎn)化率較高。【投影】【板書】3.燃料電池【思考】利用課本“活動(dòng)探究”所給試劑和儀器設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過裝置將反應(yīng)H2+O2=2H2O產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.思考一下問題（1）設(shè)計(jì)電池的基本思路是什么？（2）氫氧燃料電池中，正負(fù)極反應(yīng)物是什么？如何獲得這些反應(yīng)物？（3

5、）哪些物質(zhì)可以用作氫氧燃料電池的電極材料？哪些物質(zhì)可以用作氫氧燃料電池的離子導(dǎo)體？ 【講述】設(shè)計(jì)電池的一般思路為“分析電池反應(yīng)化合價(jià)變化確定電極反應(yīng)物確定電極材料確定離子導(dǎo)體”。氫氧燃料電池中，正負(fù)極反應(yīng)物分別是氫氣和氧氣，可以通過電解水獲得。電極材料可以用石墨，離子導(dǎo)體可以用酸、堿或鹽的水溶液。【活動(dòng)探究】結(jié)合課本“活動(dòng)探究”欄目，利用所給實(shí)際和儀器設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成學(xué)案表格。【投影總結(jié)】【討論】小組交流談?wù)撘韵聠栴}，講討論結(jié)果總結(jié)整理到學(xué)案上1.嘗試分析你設(shè)計(jì)你設(shè)計(jì)的氫氧燃料電池的工作原理，寫出電極反應(yīng)式。2.若選擇不同的電解質(zhì)溶液（離子導(dǎo)體），對(duì)于電極反應(yīng)式有哪些應(yīng)影響？ 3.你認(rèn)

6、為還可以從哪些方面來改進(jìn)所設(shè)計(jì)的原電池？ 【展示】小組展示談?wù)摮晒??！就队啊繗溲跞剂想姵仉姵亟榻B和原理分析視頻【總結(jié)】氫氧燃料電池電極反應(yīng)和電池反應(yīng)（1）酸性氫氧燃料電池（離子導(dǎo)體稀H2SO4）負(fù)極：2H24e=4H 正極：O24H4e=2H2O（2）酸性氫氧燃料電池（離子導(dǎo)體KOH溶液）負(fù)極：2H24e4OH=4H2O 正極：O22H2O4e=4OH【思考】酸性和堿性氫氧燃料電池中，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH分別如何變化？氫氧燃料電池有和優(yōu)點(diǎn)？【總結(jié)】堿性氫氧燃料電池中pH變小，酸性氫氧燃料電池中pH變大。氫氧燃料電池的產(chǎn)物只有水，不產(chǎn)生污染，能量利用率高，可連續(xù)使用。【遷移應(yīng)用】完

7、成學(xué)案1、2、3.【投影】答案【歸納總結(jié)】1.電池反應(yīng)一般為燃料燃燒的反應(yīng)。若反應(yīng)產(chǎn)物能和電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，則為產(chǎn)物和電解質(zhì)溶液反應(yīng)和燃燒反應(yīng)方程式的加和。2.電池正極反應(yīng)物一般為氧氣，酸性電解質(zhì)溶液中正極電極反應(yīng)為2H2-4e- =4H+ ，堿性性電解質(zhì)溶液中正極電極反應(yīng)為O2 +4e-+2H2O=4OH-。3.電池負(fù)極反應(yīng)可以用總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到?！灸芰μ嵘咳剂想姵乜梢允褂貌煌碾娊赓|(zhì)如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸鹽、固體電解質(zhì)或質(zhì)子交換膜等作為離子導(dǎo)體。請(qǐng)根據(jù)圖示嘗試寫出下列固體燃料電池電極反應(yīng)式?！就队啊俊練w納總結(jié)】1.燃料電池、充電電池的一般解題思路：已知電池反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)升降，確定正負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)；注意電解質(zhì)溶液可能參與電極反應(yīng)，判斷電極反應(yīng)式的對(duì)錯(cuò)或電解質(zhì)溶液pH的變化。2.書寫電極反應(yīng)式的方法：（1）將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)?？偡磻?yīng)減去一電極反應(yīng)式即得到另一電極反應(yīng)式；（2）負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物與溶液的酸堿性有關(guān)（如4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在