2019-2020年高中化學 第四章 電化學基礎 第二節(jié) 化學電源教案 新人教版選修4

1、2019-20202019-2020 年高中化學第四章電化學基礎第二節(jié)化學電源教案新人年高中化學第四章電化學基礎第二節(jié)化學電源教案新人教版選修教版選修 4 4本節(jié)教材分析（1）三維目標知識與技能知識與技能:1:1、了解電池的一般分類,2 2、了解常見的化學電源的種類及其原理，知道它們在生產生活和國防中的應用3 3、掌握幾種典型化學電池的電極反應過程與方法過程與方法：引導學生自主學習，了解有關化學電源和新型化學電池的相關知識情感態(tài)情感態(tài)度與價值觀：度與價值觀：感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環(huán)境問題，初步形成較為客觀、正確的能源觀（2）教學重點：掌握幾種典型電池的用途和特點。（3

2、）教學難點：掌握幾種典型化學電池的電極反應。（4）教學建議本課可采取講授與討論相結合的模式和分類比較的方法進行教學。1. 新課引入，重在激發(fā)學生學習的興趣。在學生活動的基礎上，可配合使用一些實物或圖片的展示，加上對各類電池標志的輔助說明，或者引用一段關于電池工業(yè)的新聞報道，都有助于引起學生對本課教學內容的關注和積極參與探究的意識。2. 關于一次電池、 二次電池和燃料電池的教學可以從不同角度展開， 既可以從學科知識的角度介紹化學電池的分類、工作原理和用途，也可以從歷史的角度介紹化學電池工業(yè)隨社會、科技發(fā)展而發(fā)展的歷程和前景，同時還應注意幫助學生理解要使一項理論性研究成果轉化成技術產品，實現其應用

3、價值，需要考慮許多復雜的技術問題和社會問題。新課導入設計導入一情景導入：情景導入：在日常生活中，你用過那些電池？你知道電池的其它應用嗎？交流結果：交流結果：干電池、蓄電池、紐扣電池、燃料電池，電池可用于照明、電動車動力、手機電源、手表電源等，那么本節(jié)課我們來學習化學電源的有關知識。導入二材料引入：材料引入：由我國自主研制的燃料電池城市大巴目前單車行駛里程已突破 10000 公里。清能一號和清能三號兩輛大巴代表了中國燃料電池城市大巴的最高水平，上海神力科技有限公司為這兩輛車提供了核心部件燃料電池發(fā)動機。從今年八月份至今清能一號行駛里程已經突破 10000 公里，清能三號也達到了 7000 公里。

4、第三方的相關檢測也將在近期開始，隨后的商業(yè)化運行也將提上議事日程。2019-20202019-2020 年高中化學第四章電化學基礎第二節(jié)化學電源教案（年高中化學第四章電化學基礎第二節(jié)化學電源教案（1 1）新）新人教版選修人教版選修 4 4情景導入：情景導入：在日常生活中，你用過那些電池？你知道電池的其它應用嗎？交流結果：交流結果：干電池、蓄電池、紐扣電池、燃料電池，電池可用于照明、電動車動力、手機電源、手表電源等，那么本節(jié)課我們來學習化學電源的有關知識。板書：第二節(jié)化學電源板書：第二節(jié)化學電源指導閱讀：指導閱讀：閱讀教材 74 頁，思考下列問題1 1、目前化學電池主要分為哪幾個大類？在性能等方

5、面它們各有什么特點？2 2、化學電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點？3 3、判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么？板書：化學電池板書：化學電池1 1、概念、概念:是將化學能轉化為電能的裝置、一次電池又稱不可充電電池如：干電池2、二次電池又稱充電電池蓄電池3、燃料電池、能量轉換效率高，供能穩(wěn)定可靠3 3、優(yōu)點、優(yōu)點:j、可以制成各種形狀和大小、不同電壓的電池，使用方便、易維護，可在各種環(huán)境下工作。影影：圖 4-2 電池及其用途。面對許多原電池，我們怎樣判斷其優(yōu)劣或適合某種需要？板板充電過渡：展示出過渡：展示出幾種一次電池：普通鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池、銀鋅電池、鋰電池等，下面介紹常見化學電池的工作原理和化學

6、電池的電極反應。板書：一、一次電池板書：一、一次電池1 1、堿性鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池：負極(鋅筒)：Zn+20H-2e-=Zn(OH)；正極(石墨)：正極：2MnO+2HO+2e-=2Mn00H+20H-22電池的總反應式為：Zn+2MnO+2HO=2MnOOH+Zn(OH)222講解分析：講解分析：比普通鋅錳干電池好，比能量和儲存時間有所提高，使用于大電流和連續(xù)放電，是民用電池更新換代產品。指導閱讀指導閱讀: :請閱讀 P75的資料卡片-銀鋅電池，思考銀鋅電池的工作原理是什么？板書板書：2 2、銀鋅電池：、銀鋅電池：負極：負極：Zn+2OH-2e-=ZnO+HO正極：正極：AgO+HO

7、+2e-=2Ag+2OH-銀鋅電池充電和放電的總化學方程式為：銀鋅電池充電和放電的總化學方程式為：Zn+Ag202Ag+ZnO講解分析講解分析: :正極殼填充 Ag2O 和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質溶液 KOH。優(yōu)點：比能量電壓穩(wěn)定、儲存時間長，使用于小電流和連續(xù)放電，常制成微型電池或紐扣電池等，如電子表或計算器上的電池。典型例題：例典型例題：例 1 1、1958 年世界上第一個心臟起搏器在瑞典植入人體成功，使用壽命長達10 年之久這種能源起搏器中安裝了壽命最長、可靠性最高的鋰碳電池.這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在一 56.771.1C 溫度范圍內正常工作，現已在火箭、移動電話、筆記本電

8、腦中廣泛使用它采用鋰和石墨作電極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯中(S0Cl2)組成電解質溶液.電池總反應為：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S.(1)_、此電池中作負極，電極反應為，作正極(2)_ 、該電池用于心臟起搏器時，在生理上的作用是。答案答案：1、C2、(1)鋰丄 i-e-=Li+，石墨.(2)起搏器遵循天然心臟的工作原理通過向心臟發(fā)送電脈沖以控制心臟的跳動。板書：二、二次電池板書：二、二次電池1 1、鉛蓄電池、鉛蓄電池指導閱讀指導閱讀: :請閱讀 P 的圖片-鉛蓄電池，思考鉛蓄電池的工作原理是什么？76講解分析講解分析：鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬

9、橡膠和透明塑料制成長方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的 PbO2，負極是海棉狀的金屬鉛，兩極均浸入硫酸溶液中，且兩極間用橡膠或微孔塑料隔開。板書：板書：(1)(1)、放電的電極反應為：、放電的電極反應為：負極：Pb+-2e-=PbSO；4正極：PbO+4H+2e-=PbSO；+2HO242總反應式：PbO+Pb+2HS02PbS0；+2HO22442講解分析講解分析: :鉛蓄電池的電壓正常情況下保持 2.0V,當電壓下降到 1.85V 時，即當放電進行到硫酸濃度降低，溶液密度達 1.18g/cm 時即停止放電，而需要將蓄電池進行充電，其電極反應為：板書板書：、充電的電極反應、充電的電極反應：陽

10、極：PbSO+2HO-2e-=PbO+4H+422陰極：PbSO+2e-=Pb+4過渡：過渡：目前汽車上使用的電池，有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，又可以循環(huán)使用，因此廣泛應用于國防、科研、交通、生產和生活中。但是比較笨重。因此出現了大有發(fā)展前景的燃料電池板書板書：三、燃料電池：三、燃料電池講述：講述：燃料電池是將燃料化學能直接轉化為電能的裝置。與一般電池不同的是，其所需的化學燃料并不儲存了電池內部，而是從外部供應，便于燃料的補充，從而電池可以長時間甚至不間斷地工作。另一方面，燃料電池除了電池本身之外，還需要燃料和氧化劑供應等配套部件與電池堆一起構成一個完整的燃料電池

11、系統(tǒng)。按電解質劃分，燃料電池大致上可分為：堿性燃料電池和質子交換膜燃料電池等。板書板書：1 1、氫氧燃料電池、氫氧燃料電池( (堿性堿性) )、電極反應、電極反應：負極：2H2+4OH2e=4H2O正極：O+2HO+2e=4OH22、電池的總反應、電池的總反應為：2H2+O2=2H2O、優(yōu)點優(yōu)點：能量轉化率高，邊 0%以上，且其燃燒的產物為水，因此不污染環(huán)境。典型例題典型例題：例例 2 2、充電電池在放電時發(fā)生的反應，在充電時又可以逆向進行，使生成物恢復原狀，由此推斷，“充電”時的反應是(A)A、氧化還原反應 B、非氧化還原反應C、可能是氧化還原反應，也可能是非氧化還原反應 D、無法判斷例例

12、3 3、新型燃料電池：該電池用金屬鉑片插入 KOH 溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。寫出電極反應式：答案答案: :負極：CH+100H-8e-=C02-+7H0432正極：2O+4HO+8e-=8OH-22電池的總反應式為：CH+2O+2KOH=KCO+3HO42232例例 4 4、銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充放電過程可表示為:2Ag+Zn(0H)2Ag20+Zn+2H20 那么放電時， 負極上發(fā)生反應的物質是(D)A、 AgB、Zn(OH)C、AgOD、Zn2例例 5 5、下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按此圖的提示，敘述不正確的是()A.a 電極是負極B. b 電極

13、的電極反應為：40H4e-=2HO+Of22C. 氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D. 燃料電池是一種不需將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置解析解析: :分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知 a 極為負極，其電極反應為 2H2-4e-=4H+b極為正極，其電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-，電池總反應式為2叮2=2叩。H2為還原劑，02為氧化劑，該電池只要通入 H2、O2就能工作，無需將它們儲藏在電池內部。氫氧燃料電池的能量效率較高，而且產物水是一種無污染物質，是一種具有應用前景的綠色電源，在航天領域已得到應用。答案為 B。歸納總結歸納總結：四、書寫由化學方程式書寫電極

14、反應式注意點：四、書寫由化學方程式書寫電極反應式注意點：1、找出氧化反應和還原反應的物質，確定正負極反應的物質；2、利用電荷守恒分別寫出電極反應式；3、 負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物， 與溶液的酸堿性有關（如+4 價的 C 在酸性溶液中以 CO2形式存在，在堿性溶液中以 CO32-形式存在）4、驗證：兩電極反應式相加所得式子和原化學方程式相同，則書寫正確。課堂小結：課堂小結：任何一個氧化還原反應都可以設計成原電池。氧化劑和還原劑之間轉移電子要通過導線（導體）傳遞才能實現，這樣就形成了電流，將化學能轉變?yōu)殡娔?。板書：化學電池板書：化學電池1 1、概念、概念:是將化學能轉化為電能的裝