高中化學必修2 化學反應和能量變化2

1、第一節(jié)化學反應與能量變化第二課時新課講解課程學習目標 掌握原電池的構成條件。2認識鋅錳干電池和鉛蓄電池。3新課講解 認識原電池。1 知道氫氧燃料電池和甲烷燃料電池。4普通鋅錳電池堿性電池 鎳鎘電池鎳氫電池 新課講解在我們生活中由很多的電池，那么大家知道這些電池都是怎么工作的嗎？一、化學能與電能的相互轉化新課講解化學能熱能燃燒蒸汽機械能發(fā)電機電能火力發(fā)電的原理那怎么把化學能直接轉化為電能的？將Zn片、Cu片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現象？ Zn + 2H += Zn2+ + H2 得2e 失2e新課講解二、原電池1.實驗實驗一實驗現象：鋅片上有氣泡，銅片無反應 。稀硫酸ZnCu用導線連接鋅片和

2、銅片，觀察、比較導線連接前后的現象。實驗現象：Cu片上有氣體逸出原因分析：Zn片上的電子通過上端導線轉移給了Cu片，Cu片將電子傳遞給了H+，那么如何驗證？新課講解實驗二稀硫酸ZnCu如圖6-6所示，用導線在鋅片和銅片之間串聯一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉？新課講解實驗三實驗現象：(1)電流表指針有偏轉；(2)銅片上有氣泡產生;(3)鋅片不斷溶解.總反應：Zn+2H+=Zn2+H2鋅片：氧化反應 Zn2e-=Zn2+實驗裝置中的化學反應：銅片：還原反應 2H+2e-=H2新課講解原電池:把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置.新課講解2.原電池形成條件探究條件一：有活潑性不同的兩個電極（兩種金屬或非金

3、屬導體）形成條件二：電極需插進電解質溶液中；實驗探究形成原電池的條件新課講解實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路新課講解總反應：Zn+2H+=Zn2+H2鋅片：氧化反應Zn2e-=Zn2+實驗裝置中的化學反應：銅片：還原反應2H+2e-=H2條件4：自發(fā)的氧化還原反應新課講解實驗探究形成原電池的條件原電池定義:把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置. 正極得電子,發(fā)生還原反應，正極反應：2H+ 2e- H2陽離子向正極移動總反應:Zn+ 2H+ Zn2+ + H2原電池負極正極負極失電子，發(fā)生氧化反應，負極反應：Zn2e- Zn2+陰離子向負極移動 原電池原理:新課講解3.原電池H+“負極出

4、電子，電子回正極”負極：一般活潑金屬向外線路提供電子發(fā)生氧化反應；正極： 一般不活潑金屬（或石墨）接受外線路提供的電子該電極上發(fā)生還原反應。 原電池的構成條件 兩種活潑性不同電極.（活潑性不同的金屬或一種金屬和另一種非金屬導體）電極必須插入電解質溶液 。能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應。電極用導線相連構成閉合回路。兩極一液成回路新課講解 本質：氧化還原反應 外電路：電子由負極流向正極，電流由正極 流向負極； 內電路：陰離子移向負極，陽離子移向正極。內外電路和電流流向：新課講解原電池的正負極的判斷方法 .根據電子流動方向電子流出的極電子流入的極負極正極e正極負極外電路：負極、導線、電流表、正極構成外電路

5、；內電路：負極、電解質溶液、正極構成內電路；較活潑的電極材料較不活潑的電極材料 質量增加的電極 質量減少的電極負極正極正極負極有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應的極發(fā)生還原反應的極.根據電極材料根據原電池電極發(fā)生的反應根據電極增重還是減重根據電極有氣泡冒出：負極正極新課講解課后探究-簡易電池的設計和制作 請同學們，回家后利用水果（蘋果、柑橘或檸檬等）。食鹽水，濾紙，通篇、鐵片、鋁片等金屬片，石墨棒，導線，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電機等），電流表，制作簡單的原電池。問題與討論1.在水果電池中，水果的作用是什么？水果起到了電解質溶液的作用。新課講解動腦動手 2.通過比較不同材料作電極

6、的簡易電池，你是否發(fā)現電極材料的選擇有一些值得注意的問題？請與同學交流你的經驗。3.在以上實驗中，電池不可或缺的構成部分由哪些？a.活潑性不同的金屬；b.金屬和非金屬（非金屬必須能導電）；c.金屬與化合物；d.惰性電極氫氧燃料電池，電極均為鉑。電解液的選擇：負極材料一般要能與電解液自行發(fā)生氧化還原反應。 電解質溶液、活潑性不同的電極、電流表，水果必須具有一定的酸堿性并且必須可以和電極發(fā)生反應。新課講解三、常見的化學電池1.鋅錳干電池(一次性電池)電極:Zn為負極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊黑色的MnO2粉末，吸收正極產生的H2.電極方程式：負極(Zn):Zn2e-Zn2正

7、極(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O缺點：使用壽命短，易泄露總反應方程式：4NH4Cl+2Zn+2MnO2=Zn(NH3)4Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O新課講解（負極）（正極）鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結構NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等新課講解 鉛蓄電池（原電池）工作時， 總反應為Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,（1）原電池的電極材料：電解質_ 正極為_ 負極為_（2）兩極的電極反應式：正極：_ 負極：_PbO2PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2OPbPb-2e-+SO42-=

8、PbSO42、充電電池鉛蓄電池（二次電池）H2SO4 充電放電化學能放電充電電能 用途：目前汽車上使用的電瓶大多仍是鉛蓄電池，它還廣泛用于國防、生產、生活等領域。 特點：電壓高穩(wěn)定，可反復使用，安全、方便、可靠。鉛易產生氫氣損耗，充電時需加水。其他蓄電池：鎳-氫蓄電池、鋰離子電池等新課講解介質H-O燃料電池反應： 2H2 + = 2H2O 酸性負極正極中性負極 正極堿性負極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-=

9、 4OH-新課講解3、燃料電池高效、環(huán)境友好的化學電池H-O燃料電池曾在1967年首次被用作阿波羅宇宙飛船的電源。新課講解一、堿性介質下的1、負極：CH4+10OH - 8e-=CO32- +7H2O 2、正極：2O2+8e-+4H2O=8OH- 3、總反應方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 二、酸性介質下1、負極：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 2、正極：2O2+8e-+8H+=4H2O 3、總反應方程式為：2O2+CH4=2H2O+CO2甲烷燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池

10、。目前燃料電池的能量轉化率可達近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因為火力發(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的噪聲及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近0。 問題討論: 作為一個電池的消費者，你希望使用怎樣的電池？假如你是一個電池的研究生產者，你應該開發(fā)生產怎樣的電池？新課講解大有發(fā)展前景的燃料電池職業(yè)規(guī)劃：閱讀課本化學與職業(yè)-電池研發(fā)人員希望將來你成為一個出色的電池研究員。 【研究目的】人們?yōu)榱私o汽車提供動力，提高能源利用率，減少環(huán)境污染，在不斷開發(fā)新的車用能源。通過以下活動，從不同角度分析和比較不同燃料和能量轉化方式的優(yōu)劣，體會開發(fā)新的車用能源的重要意義。研究與實踐-了解車用能源新課講解從反應和熱

11、值來考慮：H2放出熱量最多，而且不會產生溫室氣體CO2，是最理想的能源。H2熱值123KJ/g 2H2+O2 2H2OCH4熱值56KJ/g CH4+2O2 CO2+2H2OC8H18熱值48KJ/g 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2OC 2 H 5 OH熱值26.9KJ/g C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O點燃=點燃=點燃=點燃=鞏固練習1.利用反應Zn CuSO4 =ZnSO4Cu設計一個原電池。在圖中方格內畫出實驗裝置圖，并指出正極為_，電極反應式為_；負極為_，電極反應式為_。碳棒、Cu、鉑Cu2+ + 2e - =CuZnZn2e- Zn2+2.（課本41

12、頁第5題）下列關于如圖所示裝置的敘述，錯誤的是（ ）A、鋅是負極、其質量逐漸減小B、氫離子在銅表面被還原，產生氣泡C、電流從鋅片經導線流向銅片D、電子從鋅片經導線流向銅片鞏固練習【解析】鋅銅稀硫酸原電池中，鋅為負極，銅為正極，電流由銅經導線流向鋅，電子從鋅經導線流向銅，故C錯誤C3.（課本41頁第6題）下列說法正確的是（ ）A、圖1所示裝置能將化學能轉化為電能B、圖2所示反應為吸熱反應C、鋅錳干電池中，鋅筒做正極D、蓄電池充電時也發(fā)生了氧化還原反應鞏固練習【解析】A、圖1不能形成閉合回路，不能構成原電池；B、圖2反應物能量高于生成物，為放熱反應；C鋅錳干電池中，鋅作負極；D、蓄電池放電和充電均

13、發(fā)生了氧化還原反應。D正確D鞏固練習4、如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的哪一組（ ） A CABA、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4 B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸 C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液 D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液 D5.下列圖片可構成原電池的是（ ）稀硫酸CuCu（A）（B）稀硫酸ZnC稀硫酸ZnZn（C）硫酸銅溶液ZnCu酒精ZnCu（D）（E）鞏固練習C D6.寫出電極反應式和總反應式CuCl2Zn C正極 ：(C) 負極 ：(Zn) Zn 2e - = Zn2+ （氧化反應）Cu2+ + 2e - = Cu（還原反應）總反應： AgNO3 Fe Cu正極 ：(Cu)負極 ：(Fe)2Ag+ + 2e - = Ag （還原反應）總反應： Fe 2e - = Fe2+ （氧化反應）鞏固練習Fe+2Ag+=Fe2+2Ag Zn+Cu2+=Zn2+Cu一、 原 電 池 相 關 的 概 念Zn-Cu,稀H2SO42.電路：外電路內電路電子流向：失電子的一極流向得電子的