化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

2.2.1《化學(xué)能與電能的

相互轉(zhuǎn)化》第二章化學(xué)反應(yīng)與能量

第一節(jié)《化學(xué)能與電能》

第１課時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1.獲得化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法，能設(shè)計(jì)并完成化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。2.形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件。過程與方法1.經(jīng)歷對(duì)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的過程，進(jìn)一步理解探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究的能力。2.能對(duì)自己的探究原電池概念及形成條件的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計(jì)劃、反思、評(píng)價(jià)、和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：贊賞化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問題，形成正確能源觀。教學(xué)重點(diǎn)：原電池的概念與構(gòu)成的條件。教學(xué)難點(diǎn)：用已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識(shí)探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的條件和裝置。

電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。水電站直接從自然界取得的能源稱為一次能源火電站一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源1、請(qǐng)問太陽能和電能屬于那一類呢？一次能源：直接從自然界取得的能源，例如流水、風(fēng)力、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等。二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源，例如電力、蒸汽等?！举Y料卡片】2、用煤進(jìn)行火力發(fā)電的過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成如圖2-7，火力發(fā)電居于首位。

看圖，簡(jiǎn)述火力發(fā)電的工作原理？

化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)思考：1.煤燃燒的本質(zhì)是什么？

氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，即氧化還原反應(yīng)。2.請(qǐng)大家根據(jù)圖2-8分析火力發(fā)電具有那些缺點(diǎn)？4.能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┪覀兪褂媚兀?/p>

產(chǎn)生二氧化硫和氮的氧化物，導(dǎo)致空氣污染，也會(huì)造成酸雨，破壞生態(tài)環(huán)境；會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，會(huì)使地球的溫室效應(yīng)惡化。3.你能理解“電子轉(zhuǎn)移必引起化學(xué)鍵的重新組合，同時(shí)伴隨著體系能量的變化”嗎？1.在實(shí)驗(yàn)(一)中,溶液中的H+在哪塊金屬上得到電子被還原生成氫氣?2.在實(shí)驗(yàn)(二)中的銅片上是否有現(xiàn)象?銅的金屬活動(dòng)性在氫后面，為何在銅的表面有氫氣放出呢？實(shí)驗(yàn)(二)中電流表的指針有何變化？3.兩塊活潑性相同的金屬按實(shí)驗(yàn)二裝置電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)嗎？?jī)蓧K活潑性不同的金屬與電流計(jì)相連電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)嗎？實(shí)驗(yàn)一ZnCuZnCu實(shí)驗(yàn)二A探究實(shí)驗(yàn)原電池:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。稀硫酸電極電解質(zhì)溶液電極相連有無電流ZnCu稀硫酸相連ZnCu稀硫酸－ZnCu－相連ZnZn稀硫酸相連CuCu稀硫酸相連電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型ZnCu實(shí)驗(yàn)探究有電流無電流無電流無電流無電流氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑

原電池組成條件①活潑性不同的兩電極間直接相聯(lián)或間接相聯(lián)。②電解質(zhì)溶液或普通水③兩電極同時(shí)插入電解質(zhì)溶液中.原理通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電極負(fù)極：活潑電極。失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。正極：相對(duì)不活潑電極。溶液中陽離子或氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

電極反應(yīng)式負(fù)極：一定是電極本身失電子.正極：①如果負(fù)極電極要與電解質(zhì)溶液中的微粒反應(yīng)則是反應(yīng)微粒得電子。②如果負(fù)極電極不與電解質(zhì)溶液中的任何微粒反應(yīng)則為氧氣得電子：O2+2H2O+4e-=4OH—注意：①中有多種陽離子要反應(yīng)時(shí)，注意陽離子得電子的順序（氧化性越強(qiáng)越先得電子）。電極總反應(yīng)式將正、負(fù)極的電極反應(yīng)式相加所得的式子。電子的流向負(fù)極電極失電子→導(dǎo)線→正極→陽離子或氧氣得電子。判斷原電池正、負(fù)極的方法1、由組成原電池的兩極材活潑性判斷正負(fù)極：一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)?！練w納小結(jié)】4、電極反應(yīng)現(xiàn)象．不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生,或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O負(fù)極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體ZnCuA-+稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸-+-+-+A請(qǐng)根據(jù)下列原電池正負(fù)構(gòu)造特點(diǎn)，總結(jié)出如何判斷原電池的正負(fù)極思考與交流稀硫酸如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）A、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ACABD習(xí)題習(xí)題三請(qǐng)判斷下列原電池的正負(fù)極情況和電流方向硫酸銅ZnFeA硫酸銅ZnCAFeCA硫酸銅-+-+-+X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ粒兀荆伲荆冢拢兀荆冢荆伲茫伲荆兀荆冢模伲荆冢荆亓?xí)題四C因?yàn)閄置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負(fù)極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ下頁上頁首頁小結(jié)結(jié)束

把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為：

()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB復(fù)習(xí)回憶1、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2、原電池原理原電池負(fù)極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體）3、判斷原電池正、負(fù)極的方法

較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金屬（正極）1、由組成原電池的兩極材料判斷；2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷；3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；4、電極反應(yīng)現(xiàn)象．活負(fù)惰正實(shí)驗(yàn)探究:Cu—Cu與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Zn—石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Fe—Ａl與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Cu—Zn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Cu—Zn與一個(gè)西紅柿(或一個(gè)蘋果)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Cu—石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).動(dòng)腦動(dòng)手要注意指針的偏轉(zhuǎn)方向，判斷正負(fù)極原電池設(shè)計(jì)思路：１．能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)２．通常須兩個(gè)活性不同的電極３．電解質(zhì)溶液４．還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng)．Fe比Fe不活潑的金屬或石墨CuSO4

、CuCl2等負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：思考題請(qǐng)根據(jù)反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Cu2+溶液思考題請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3通過上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，試說明化學(xué)電池由幾部分構(gòu)成，它的組成條件是什么？【思考與交流】Zn二.構(gòu)成原電池的條件:1、自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)2、有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。（一般負(fù)極與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)）3、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。4、兩極相連形成閉合回路。1、下列四個(gè)裝置中，導(dǎo)線中的電子由左邊一極流向右邊一極的是（）稀H2SO4ZnZn(A)稀H2SO4CuZn(B)稀H2SO4ZnC(C)C習(xí)題一如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）A、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ACABD習(xí)題二習(xí)題三請(qǐng)判斷下列原電池的正負(fù)極情況和電流方向硫酸銅ZnFeA硫酸銅ZnCAFeCA硫酸銅-+-+-+X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ粒兀荆伲荆冢拢兀荆冢荆伲茫伲荆兀荆冢模伲荆冢荆亓?xí)題四C因?yàn)閄置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負(fù)極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ

把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為：

()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB習(xí)題五1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()習(xí)題六CZnCuH2SO4AZnCuCuSO4AZnCu酒精A