2023-2024學(xué)年人教版新教材必修第二冊(cè) 第六章第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第3課時(shí)） 教案

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第3課時(shí)常見(jiàn)化學(xué)電源【核心素養(yǎng)】1.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：根據(jù)氧化還原反應(yīng)模型及配平原則進(jìn)行電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)科學(xué)制備氫氧燃料電池，鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰团囵B(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：了解新型電池的環(huán)保及為人類生活帶來(lái)的便利，培養(yǎng)學(xué)生向心科學(xué)、服務(wù)社會(huì)的責(zé)任意識(shí)?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：燃料電池的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)難點(diǎn)：燃料電池的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)【教學(xué)過(guò)程】【新課引入】根據(jù)原電池原理，人們研制出很多結(jié)構(gòu)和性能各異的化學(xué)電池，以滿足不同的用電需要。常見(jiàn)的鋅錳干電池石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)溶液，鋅筒作負(fù)極。在使用過(guò)程中，電子由鋅筒（負(fù)極）流向石墨棒（正極），鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。這種電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無(wú)法逆向進(jìn)行），屬于一次電池?！景鍟?shū)】一、一次電池——放電之后不能充電的電池1.鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨棒）：2MnO2+2NH4++2e-=2MnOOH+2NH3↑優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：放電時(shí)間短，電壓下降快，放電過(guò)程中易氣漲或漏液。2.鋅銀電池以鋅為負(fù)極，銀的氧化物為正極，氫氧化鉀（或鈉）溶液為電解液總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag負(fù)極：Zn+2OH-﹣2e-=Zn(OH)2正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-優(yōu)點(diǎn)：體積小，適用于電子表和電子計(jì)算器【教師活動(dòng)】有些電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)放電（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。常見(jiàn)的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等?！景鍟?shū)】二、二次電池1.概念：二次電池又稱可充電電池或蓄電池，是一類放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池。2.能量轉(zhuǎn)化：實(shí)例：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鎳-鎘堿性蓄電池、鋰離子電池等。常見(jiàn)的二次電源鉛酸蓄電池正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)溶液：稀硫酸負(fù)極：Pb–2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O缺點(diǎn)：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉鎳-鎘堿性蓄電池總反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O?Cd(OH)2+2Ni(OH)2負(fù)極(Cd)：Cd－2e-＋2OH-＝Cd(OH)2正極(NiO(OH))：2NiO(OH)＋2e-＋2H2O＝2Ni(OH)2＋2OH-特點(diǎn)：體積小，比鉛蓄電池壽命長(zhǎng)，可充電超過(guò)500次。缺點(diǎn)：鎘是致癌物質(zhì)，廢棄的鎳鎘電池若不回收，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。應(yīng)用：收錄機(jī)、無(wú)線對(duì)講機(jī)、電子閃光燈、電動(dòng)剃須刀等。鋰離子電池——新一代可充電的綠色電池特點(diǎn)：以密度最小的金屬鋰作為電池的負(fù)極，跟用質(zhì)量相同的其他金屬相比較，使用壽命大大延長(zhǎng)。應(yīng)用：筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)等低功耗電器。鋰亞硫電池總反應(yīng)式：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S負(fù)極：8Li－8e-＝8Li+正極：3SOCl2＋8e-＝6Cl-＋SO32-＋2S【課堂練習(xí)】1.下列有關(guān)鋅錳干電池的說(shuō)法中正確的是()A.鋅外殼是負(fù)極，石墨碳棒是正極材料B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼C.電流從鋅流到碳棒上D.在電池內(nèi)部陽(yáng)離子從碳棒向鋅片移動(dòng)2.汽車的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池，其放電時(shí)的原電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是()A.Pb是正極B.PbO2得電子，被氧化C.負(fù)極反應(yīng)是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4D.電池放電時(shí)，溶液的酸性增強(qiáng)【過(guò)渡】除這些常用的電池外，還有一些電池正逐漸走進(jìn)或已經(jīng)走進(jìn)我們的生活，如燃料電池?！緦W(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P39科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)燃料電池1.氫氧燃料電池總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O①酸性電解質(zhì)溶液(H2SO4)負(fù)極：2H2－4e-=4H+正極：O2＋4e-＋4H+=2H2O②堿性電解質(zhì)溶液(KOH)總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O負(fù)極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2＋4e-＋2H2O=4OH-2.甲烷燃料電池①酸性電解質(zhì)溶液(H2SO4)總反應(yīng)：CH4+2O2=CO2↑+2H2O正極：O2+4e-+4H+=2H2O負(fù)極：CH4-8e-+2H2O=CO2↑+8H+②堿性電解質(zhì)溶液(KOH)總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O正極：O2+4e-+2H2O=4OH-負(fù)極：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O【教師活動(dòng)】燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)用電器負(fù)載的變化，而且不需要很長(zhǎng)的充電時(shí)間，在航天、軍事和交通等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景?！菊n堂練習(xí)】1.國(guó)家電投氫能公司全自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，下列說(shuō)法正確的是(A