《教师参考》新课标人教版(高中化学)必修2 2.2.2 发展中的化学电源 同课异构课件1
高中化学 第二章 化学反应与能量 2.2 发展中的化学电源课件 新人教版必修2
(1)工作原理
负极(锌筒):_Z_n_-_2_e_-_=_=_=_=_Z_n_2+_
正极(石墨):2
N
H
4
+2e-====2NH3↑+H2↑
电解质:NH4Cl
MnO2的作用:将正极生成的氢气氧化为水,
发生:2MnO2+H2====Mn2O3+H2O。
总反应:Zn+2MnO2+2NH4Cl====ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O
(2)特点:便于携带,价格低。
将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的_K_O_H_,并在构造上作了改进,可制成碱性 锌锰电池。
2.充电电池 (1)特点:又称_二__次__电池,它在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆 向进行,使电池恢复到放电前的状态。 (2)实例:
电池类型 铅蓄电池 镍镉电池 锂离子电池
(1)该电池的种类是________(填序号)。 ①干电池 ②蓄电池 ③燃料电池 (2)该电池含有的金属元素中,毒性最大的是________(填元素名称)。 (3)关于该电池的用途和性能,下列说法中不正确的是______。 A.该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等 B.该电池为一次性电池,不可充电 C.该电池使用后不能投入火中,应埋入地下以防污染环境 (4)该电池工作时负极的电极反应为_________________。
【加固训练】
锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前
已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2====LiMnO2,下列说 法正确的是 ( )
A.Li是正极,电极反应为Li-e-====Li+
人教版高中化学必修二课件(基础知识重点难点)2.2.2发展中的化学电源
高中化学课件
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第2课时 发展中的化学电源
-2-
第2课时 发展中的化学电源
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习 UITANG LIANXI
情境导入
课程目标
1.记住干电池、充电电池、燃料电池 等发展中的化学电源的特点。 2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高 能清洁燃料和研制新型电池的重要 性。 3.能正确书写简单化学电源的电极反 应式。
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
原电池的电极材料必须是金属吗? 提示:原电池的电极材料可以是两种活动性不同的金属,也可以是一种 金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)。在燃料电池中,电极材料均不发生 反应,故两极均可用惰性材料。
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第2课时 发展中的化学电源
2.充电电池——二次电池 特点:在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池 恢复到放电前的状态。
电池类型 负极
正极
电解质
铅蓄电池 镍镉电池 锂离子电池
Pb
PbO2
硫酸
Cd
NiO(OH)
KOH
新一代可充电的绿色电池,低功耗电器电源
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第2课时 发展中的化学电源
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN随堂Leabharlann 习UITANG LIANXI
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2.下列有关电池的说法不正确的是( ) A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中,锌电极是负极 解析:手机用的电池是可充电电池,A 对。铜锌原电池,Cu 为正极,Zn 为负极, 外电路中电子由负极流向正极,B 错。燃料电池将化学能转化为电能,C 对。 锌锰干电池,Zn 为负极,D 对。 答案:B
高中化学人教必修二教师用书：第二章 第二节 第2课时 发展中的化学电源 Word含解析
第2课时 发展中的化学电源1．了解常见的化学电源。
2．理解燃料电池的工作原理。
1．干电池最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一种一次性电池，放完电后不能再使用。
(1)锌锰电池⎩⎪⎨⎪⎧ 正极：石墨棒负极：锌筒电解质：NH 4Cl(2)碱性锌锰电池：将锌锰干电池中的电解质NH 4Cl 换成湿的KOH ，并在构造上作了改进。
2．充电电池充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
(1)铅蓄电池：正极材料为PbO 2，负极材料为Pb ，电解质溶液为H 2SO 4溶液。
(2)镍镉电池：正极材料为NiO(OH)，负极材料为Cd，电解质为KOH 。
(3)锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。
3．燃料电池(1)原理利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。
(2)与其他电池的区别由外设装备提供燃料和氧化剂，且电极材料不参与反应等。
4．废旧电池中含有汞、镉、铅等大量毒性很强的重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
并通过食物链对人体健康造成威胁和危害。
因此，要把废旧电池回收到指定的地点进行再处理。
1．对化学电源的叙述正确的是()A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．最早使用的化学电池是铅蓄电池C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源是指可充电电池解析：火力发电其能量转化率不如化学电源能量转化率高，A项正确；最早使用的化学电池是锌锰电池，最早使用的充电电池是铅蓄电池，B项错误；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染，C项错误；有些化学电源是可充电电池，如铅蓄电池，有些是不可充电的电池，如干电池，D项错误。
答案：A2．锌空气电池具有蓄电量大、充电循环次数多等优点。
下列有关说法错误的是()A．电池放电时Zn电极逐渐溶解B．石墨为正极C．电子由石墨经导线流向Zn片D．电池放电时实现了化学能向电能的转化解析：A项Zn为负极，碱性条件下被氧化为ZnO2－2而溶解，正确；B项石墨为正极，正极上O2得电子被还原，正确；C项电子由负极(Zn)经导线流向正极(石墨)，错误；D项电池放电是化学能转化为电能，正确。
人教版高中化学必修二2.2.2 发展中的化学电源
放电 充电
2PbSO4 + 2H2O
发展中的化学电源
汽车用蓄电池
第 16 页
特点：铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。
用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国
防、生产、生活等领域。
发展中的化学电源
2.2 镍镉电池
第 17 页
用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪
发展中的化学电源
判断电池优劣的标准
（1）比能量 ［符号(A· h/kg)，(A· h/L)］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 （2）比功率
第6 页
[符号是W/kg，W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小 （3）电池的储存时间的长短 除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电 池，其质量好。
第 18 页
负极：Li － e— ==Li+
正极：MnO2 ＋ e—＋ Li+ == LiMnO2 锂离子电池
总反应： Li＋ MnO2== LiMnO2
发展中的化学电源
3. 燃料电池
第 19 页
氢 氧 燃 料 电 池
发展中的化学电源
第 20 页
氢氧燃料电池：它是一种高效、环境友好的发电装置。它的电极材料 一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工 作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。
电解质：
负极：2H2 － 4e — == 4H+
H2
O2
正极：O2 + 4H+ + 4e— == 2H2O
总反应：2H2 + O2==2H2O
人教版高中化学必修二复习第二章2.2.3发展中的化学电源
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池
碱性锌锰电池、锌
银纽扣电池
是一种连续地将燃料和 氧化剂的化学能直接转 化成电能的化学电源， 又称连续电池．
氢气、甲醇、天然气、 煤气与氧气组成燃料 电池。
小型高性能 燃料电池
2.充电电池： 充电电池又称二次电池，能够重复使用
至一定的周期。 铅蓄电池：最早使用的充电电池，它是用
硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极 板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵 状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中。
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：
放电
PbO2 + Pb + 2H2SO4 充电 2PbSO4 + 2H2O
电解液 ；空气／氧气电极（正极） 。
一、发展中的化学电源
1.干电池 锌锰电池： 属于一次性电池， 广泛用于卡式录音机、闪 光灯、电动玩具、袖珍电 视机等。
酸性锌锰干电池，构造：正极：石墨碳棒； 负极：锌皮；电解质溶液：糊状氯化铵。 总电极反应: 2MnO2+Zn+2NH4+=Mn2O3+Zn2+ +2NH3
2PbSO____________________________正极反应：____________________________
② 镍镉充电电池：
放电
总反应： Cd+2NiO(OH)+2H2O
2Ni(OH)2+Cd(OH)2
负极反应：
充电
_________________________________________________________________________
燃料电池：它是一种高效、环境友好的发电装置。 它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化 活性，如铂电极，活性炭电极等。
高中化学 2_2_2 发展中的化学电源教师用书 新人教版必修2
第2课时发展中的化学电源[目标导航] 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。
2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。
1．锌锰干电池(1)结构：锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。
(2)原理：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。
负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。
(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。
改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。
2．充电电池(1)充电电池又称二次电池。
充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。
充电电池中能量的转化关系是化学能放电充电电能。
(2)常见的充电电池①铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。
②镍镉电池以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。
③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。
锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。
3．燃料电池(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。
(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。
与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。
(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。
高中化学 2.2.2发展中的化学电源学案 新人教版必修2
第2课时发展中的化学电源1.了解电池的分类以及研制新型电池的重要性。
2.了解化学电池的工作原理。
3.了解化学电源可能会引起的环境问题,初步形成客观、正确的能源观。
利用课堂内学习与课堂外调查相结合的方式,让学生在对原电池的技术产品——各种化学电源的原理、应用有一个较为理性的认识之后,了解研制新型电池的重要性。
1.干电池(1)干电池属于①一次电池,放电后不能再充电。
(2)锌锰电池的负极是②锌筒,正极是③石墨棒,电解质溶液是④MnO2糊、NH4Cl糊。
(3)将锌锰电池中的电解质⑤NH4Cl糊换成湿的⑥KOH就变成了碱性锌锰电池。
2.充电电池(1)充电电池又称二次电池,放电时进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前状态。
(2)填空电池类型负极正极电解质铅蓄电池⑦Pb ⑧PbO2⑨H2SO4镍镉电池⑩Cd NiO(OH) KOH锂离子电Li - -池3.燃料电池(1)燃料电池是一种高效、环保的发电装置,产物对环境的污染较小。
以H2为燃料时,产物为H2O,以CH4为燃料时,产物是CO2和H2O。
(2)燃料电池的反应物不是储存在电池内部,而是由外设装置提供燃料和氧化剂分别在两个电极上反应,将化学能转化为电能。
(3)氢氧燃料电池中,负极通入的是氢气,正极通入的是氧气,电解质是硫酸或氢氧化钾,该电池的总反应式为2H2+O22H2O。
1.干电池工作时,正、负极发生的反应分别为2N+2e-2NH3+H2↑、Zn-2e-Zn2+。
从发生的反应来看,MnO2并没有参与其中,干电池中为什么要加入MnO2呢?【答案】干电池工作时,锌和氯化铵发生变化,产生氢气,附着在正极碳棒上面。
由于氢的电阻很大,会使路端电压降低(这种现象称作“极化”)。
在干电池中加入二氧化锰可作为“去极化剂”,将产生的H2氧化:2MnO2+H2Mn2O3+H2O,从而避免极化现象的发生。
所以干电池放电时负极发生的反应可写成总反应:2MnO2+2N+2e-2NH3+Mn2O3+H2O,电池总反应为Zn+2MnO2+2N Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O。
高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能2.2.2发展中的化学电源测试新人教版必修2(202
2018-2019学年高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能2.2.2 发展中的化学电源同步测试新人教版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能2.2.2 发展中的化学电源同步测试新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2课时发展中的化学电源基础巩固1下列有关电池的说法不正确的是( ）A。
手机上用的锂离子电池属于二次电池B。
铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中，锌电极是负极答案B解析二次电池充电后能继续使用，所以A项正确。
在原电池中,活泼金属Zn是负极，负极失电子发生氧化反应，因此电子的流向是由负极（锌电极）流向正极（铜电极),B项错误.2下列电池中，不易造成环境污染的是（）A.锂离子电池B.锌锰电池C.镍镉电池D.氢氧燃料电池答案D解析氢氧燃料电池是一种环境友好电池。
3如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图,下列有关说法中不正确的是（)A.电池内部含有电解质B.锌筒是负极，石墨棒是正极C.废旧锌锰干电池没有回收价值D。
锌锰干电池属于一次电池答案C解析锌锰干电池属于一次电池，其锌筒作负极，石墨棒作正极，内部的NH4Cl作电解质.废旧干电池回收的主要原因是防止电池中汞等重金属离子对水和土壤的污染，此外，还可回收利用外壳的锌和其中的石墨电极。
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一、原电池
称为原电池 2.正负极：
电源
-
1.定义：将化学能直接转变成电能的装置，
+
正极： 电子流进（或电流流出）的一极 负极： 电子流出（或电流流进）的一极
一、原电池
3.电极反应：
电极材料
Zn片 Cu片
原电池正负极
电极反应式
发生的反应
负极 正极
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
电极总离子反应
小结：
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 有两种活动性不同的金属作电极
实验探究:形成原电池的条件
可以 有两种活泼性不同的金属 结论：
（或一种是非金属导体）作电极
其中: 较活泼的金属作负极
较不活泼的金属、石墨等作正极
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论：整个装置构成闭合电路
实验探究:形成原电池的条件
课堂练习：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
I
Ag
eFe
eZn
I
Cu
H2SO4 (aq)
பைடு நூலகம்
CuSO4 (aq)
负极( Fe ): Fe－2e - = Fe 2+ . Ag 2H++2e - = H2↑ 正极( ): Fe+2H+ = Fe 2+ +H ↑ 2 .
不可
结论：电极材料均浸入的是电解质溶液
实验探究:形成原电池的条件
u
不可
结论：一个自发进行的氧化还原反应
一、原电池 两极一液一连线
5.原电池的形成条件：
① 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金 属，如“碳棒”）作电极
其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属 ）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用） ； 特殊AI-Mg-NaOH是Al作负极 Fe-Cu-HNO3（浓）是Cu作负极
解释：
？
【实验现象剖析】 Zn 片逐渐溶解但无气泡； 整个装置能量是怎样
转化的？ Cu片上有气泡（ H2）；
电流计指针偏转。 指针偏转，说明电路中有电流通过，说 明发生了电子定向移动。 Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失 去的电子（ Zn－2e－ = Zn2+）变成Zn2+进入 溶液，电子经导线流向Cu片， 溶液中的H＋ 由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2 （2H+＋2e－ = H2 ↑）
Zn
Cu
Zn片上有气泡（ H2）， Zn片逐溶解； Cu片无明显现象。
解释：
稀H2SO4
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
实验2-4 将铜片和锌片用导线连接插
入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因 。 G 现象：
Zn
Cu
Zn片逐渐溶解但无气泡； Cu片上有气泡（H2）；电 流计指针偏转。
稀H2SO4
【归纳小结】 判断原电池正、负极的方法 1、由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电子流出的一极是负极，电子流进的一极是正极
3、根据内电路离子移动的方向判断：
阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的为负极
4、根据原电池两极发生的变化来判断：
第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第2课时 发展中的化学电源
【思考与交流】
化学反应不仅有新物质生成，同时还伴随着能量 的变化，但这种能量的变化通常以热能形式表现 出来，那么有没有以电能形式表现出来的时候呢 ，试举例说明。
火力81.2%
水电17.6%
2001年我国发电总量构成图
其他1.2%
【火力发电原理及过程】
A
A
B
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3 溶液 D、A是Ag，B是铁，C为AgNO C
5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用 导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为 负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时 ，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大 量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到 弱的为B ( ) A．a > b > c > d C．c > a > b > d B．a > c > d > b D．b > d > c > a
思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？ 机械能 蒸汽 发电机 电 燃烧 化学能 热 能 （涡轮机） （燃料） 能
思考：火力发电有什么缺点？
1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机 2.煤炭燃烧会产生污染性气体 3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
直接？
实验2一4 将铜片和锌片分别插入稀硫
酸溶液中，观察现象并解释原因。 现象：
总反应式:
负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+ .
正极( Cu): Cu2+ +2e - = Cu .
2+ = Zn2 ++ Cu Zn+Cu 总反应式: .
一、原电池
回忆思考：通过以上实验想想原
电池是由哪几部分组成的，构成原 电池的条件又有哪些 组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器
电极有关-----相同的电极材料 构成条件猜想： 导线有关-----切断导线 电解质溶液有关-----非电解质
G
× ×
H
2.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组 成原电池时，锌为负极，此金属是( B ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解 质溶液的 PH( C ) A.不 C.逐渐变大 B.先变大后变小 D.逐渐变小
20
4.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐 渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A 、B、C应是下列各组中的哪一组（ ） D A、A是锌，B是铜，C为稀 H2SO4
负极
2H++2e还原反应 =H2↑ + 2+ Zn+2H =Zn +H2↑（两个电极反应之 和）
氧化反应 活性强 活性弱
失去电子 的一极 得到电子 的一极
正极
还原反应
一、原电池
4.工作原理： →正极 外电路： 负极eⅠ 正极→负极 内电路： 阳离子→正极
e -→
↑
e↓
e⊕
_
阴离子→负极
这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向 移动产生电流
发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极
② 电解质溶液 酒精、蔗糖、四氯化碳不行 ③ 形成闭合回路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
1.Zn
A Cu
Zn A Cu
Fe A C(石墨 Zn )
A
Cu
稀H2SO4
Zn A Zn
√
A
CuSO4 溶液
Fe A Cu
√
B
√
C
稀H2SO4
Si A C(石墨)
×
D
稀H2SO4
稀H2SO4
E
×
酒精
F
×
稀H2SO4