人教版高中化学必修2：化学电源
人教版高中化学必修二课件第二章第二节第2课时化学电源.pptx
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化学反应与能量
第二节 化学能与电能 第2课时 化学电源
情 境 导 入
课
知
标
识
点
导
击
学
典 例 精 析
课 时 训 练
第2课时 化学电源
锂离子电池的阴极材料为锂金属氧化物，具有高效率、 高能量密度的特点，并具有放电电压稳定、工作温度范围宽、 自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。但 目前锂离子电池在大尺寸制造方面存在一定问题，过充控制 的特殊封装要求高，价格昂贵，所以尚不能普遍应用。目前 世界上运行的最大锂离子储能系统是A123公司投资建设的， 装机容量为2兆瓦。
变式应用 2．镍镉电池是一种可充电电池，其反应的化学方程式
为：Cd(OH)2＋Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O。由此可知， 该电池的负极材料是( )
A．CdB．NiO(OH)
C．Cd(OH)2D．Ni(OH)2
解析：在判断原电池的负极材料时应看放电过程，且负 极发生的是氧化反应，化合价升高，所以镍镉电池的负极材 料为Cd。
答案：A
水平测试 1．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋， 不能实现该反应的原电池是( ) A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
答案：B
4．废旧电池处理不当不仅会造成浪费，还会对环境造 成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废 为宝，他的以下想法你认为不正确的是( )
人教版高中化学必修第2册 第六章 第一节 第3课时设计原电池 化学电源 (1)
第3课时设计原电池化学电源[核心素养发展目标] 1.会设计简单的原电池。
2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。
3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。
4.能正确书写简单化学电源的电极反应式。
一、设计原电池1．依据已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
2．设计思路(1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。
(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。
还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。
(3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。
(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。
3．实例以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例(1)理论上任何氧化还原反应都可设计成原电池( )(2)原电池中负极上发生氧化反应( )(3)原电池中正极材料一定发生还原反应( )(4)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应( )答案(1)×(2)√(3)×(4)×1．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”设计一个原电池。
回答下列问题：(1)选用________为负极，选择依据是______________________________________________。
(2)正极材料可选用________，选择依据是____________________________。
(3)________溶液作电解质溶液。
(4)写出电极反应式正极：________________，负极：________________。
必修二化学电源教学设计
必修二化学电源教学设计一、教学目标1. 了解电源的概念和基本原理；2. 掌握电源的分类和特点；3. 理解电池的构造和工作原理；4. 学会计算电池的电动势和内电阻；5. 掌握电池的使用和维护。
二、教学内容1. 电源的概念和基本原理1.1 电源的定义和作用1.2 电源的基本原理2. 电源的分类和特点2.1 直流电源和交流电源的区别2.2 并联电源和串联电源的区别2.3 不同类型电源的特点和应用3. 电池的构造和工作原理3.1 电池的基本构造3.2 电池的工作原理3.3 常见电池的种类和特点4. 电池的电动势和内电阻4.1 电池的电动势定义和计算公式4.2 电池的内电阻概念和计算方法4.3 内电阻对电源输出的影响5. 电池的使用和维护5.1 电池的正确使用方法5.2 电池的充电和放电原理5.3 电池的寿命和维护方法三、教学方法1. 分组讨论：学生分组讨论电源的分类和特点，并展示自己的观点和理解；2. 实验探究：通过实验，让学生亲自制作简单的电池并观察其工作过程；3. 案例分析：通过案例分析，让学生了解电池的实际应用并思考电池在现实生活中的重要性；4. 教师讲解：结合教材内容，教师进行讲解，重点讲解电池的电动势和内电阻的计算方法。
四、教学步骤1. 引入：通过一个简单的问题引入话题，如电动车的电源是什么？2. 知识点讲解：分别讲解电源的概念和基本原理、电源的分类和特点、电池的构造和工作原理等知识点。
3. 实践探究：安排实验环节，让学生制作简单的电池，并观察其工作过程。
4. 讨论总结：学生分组讨论电池的电动势和内电阻的计算方法，并展示自己的观点和结论。
5. 案例分析：通过电池在现实生活中的应用案例，让学生思考电池的重要性和必要性。
6. 深化拓展：让学生自主研究不同类型电池的特点和应用，并汇报自己的研究成果。
7. 总结回顾：对本节课所学的内容进行总结回顾，并提出进一步学习的问题和方向。
五、教学评价1. 实验报告：评价学生通过实验探究的能力，包括实验设计、数据分析和结论陈述等方面；2. 讨论表现：评价学生在分组讨论中的表现，包括积极参与、提出合理观点等方面；3. 案例分析：评价学生对案例的分析和思考能力，包括理解案例内容、提出解决问题的方法等方面；4. 自主研究：评价学生在自主研究中的表现，包括研究成果的全面性和深度等方面。
2.2.2 发展中化学电源 课件 人教版高一化学必修二
化学能
氧化还 原反应
原电池
干电池 充电电池 燃料电池
电能
1.下列关于充电电池的叙述，不正确的是 ( B )
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B.充电电池可以无限制地反复放电、充电 C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行 D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电
第二节 化学能与电能
第二课时 发展中的化学电源
在你的生活和学习中，或你了解的范围里, 还有哪些需要使用电池的产品或器具？它 们各使用什么样的电池？
电池的广泛应用
二、发展中的化学电源 发展中的化学电源
一次性电池：如干电池
化学电池 二次电池（可充电电池）：铅蓄电池 等 燃料电池：氢氧燃料电池
1.干电池 干电池—锌锰电池 负极： Zn 正极：碳棒 电解质溶液：NH4Cl、淀粉糊
负极：Zn - 2e- == Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑ 电池总反应式： Zn + 2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
特点： a：一次性电池，不可逆 b：使用寿命不长。
将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH， 并在构造上作了改进，制成碱性锌锰电池。
（3)锂电池
锂是密度最小的金属，用锂 作为电池的负极，跟用相同 质量的其他金属作负极相比 较，使用寿命大大延长。
资料显示，一节电池烂在地里，能使1平方 米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可 使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水 量。位于浙江省湖州市德清县新市镇的浙江海 久电池股份有限公司周边，多名儿童及成人在 医院检查过程中被发现血铅超标。这是因为电 池里含有汞、铅、镉等多种重金属元素，威胁 到人类的健康。
人教版必修2化学课件：第二章 第二节 第2课时 发展中的化学电源
①放电后可 再充电使活 性物质获得 再生 ②可以多次 充电,重复 使用
①电极本身不包含活性 物质,只是一个催化转换 元件 ②工作时,燃料和氧化剂 连续地由外部供给,在电 极上不断地进行反应,生 成物不断地被排出
举 例
普通的锌锰电池、 碱性锌锰电池、银 锌电池等
铅蓄电池、 锂电池、镍 镉电池等
氢氧燃料电池、CH4 燃料 电池、CH3OH 燃料电池 等
一二
二、电极反应式、原电池反应式的书写
1.电极反应式的书写 (1)根据原电池的装置书写电极反应式。 负极:①金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成 分反应,M-ne- Mn+。 ②金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应, 要将金属失电子反应和阳离子反应叠加在一起,如铅蓄电池的负 极:Pb+SO42- − 2e − PbSO4。 燃料电池负极材料本身不反应,要将燃料失电子的反应及其产 物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写,如 H2-O2(KOH 溶液)电池 的负极反应为 H2+2OH--2e- 2H2O。
第2课时 发展中的化学电源
1.能说出常用的化学电池。 2.会运用燃料电池的工作原理。
一二三
一、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。
负极:锌筒 1.锌锰电池 正极:石墨棒
电解质:NH4 Cl
2.碱性锌锰电池:将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的KOH, 并在构造上作了改进。
②找出氧化剂、还原剂和电子转移数,分别写出电极反应式,负 极:还原剂-ne- 氧化产物,正极:氧化剂+ne- 还原产物。
③验证:两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书 写正确,即正极反应式+负极反应式=电池的总反应式。
人教版高中化学必修第2册 《设计原电池 化学电源》教学设计
《设计原电池化学电源》教学设计一、教材分析“化学能与电能”是高中化学必修课程中化学反应规律的内容，与元素化合物的知识相比，“化学能与电能”概念的建构过程具有丰富的化学学科核心素养的发展价值，是高中一年级全体学生都要重点学习的内容。
该内容可以安排2课时。
第1课时的教学重点是：理解氧化还原反应与原电池原理之间的关系，了解原电池的形成条件，分析简单原电池的工作原理；第2课时设计原电池与常见的化学电源。
新课标的内容要求：知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。
学业要求：能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。
因此，该节内容重点是要让学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。
二、学情分析初中化学已经从燃烧的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，《化学能与电能》的第一课时学习了原电池的概念、原理、组成原电池的条件。
由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。
所以本课时设计：通过简单原电池装置的设计，增强学生的创新精神；然后了解生活中的各种化学电源的原理，电极材料，电子流向等，既增强了学生的分析、综合、应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
三、素养目标【教学目标】1.会设计简单的原电池。
2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。
3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。
【评价目标】1、科学探究：认识构成原电池的条件及其原理，判断原电池的正负极。
2、创新意识：利用原电池原理能设计原电池。
3、宏观辨识与微观探析：会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构的关系。
四、教学重点、难点1．教学重点：简易原电池装置的设计2．教学难点：简易原电池装置的设计五、教学方法情境引入法、任务驱动法、实验探究法、归纳总结法、查阅资料法六、教学设计思路化学电源与学生的生活息息相关，通过换位思考，让学生担任不同的角色，导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电极材料，电子流向，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
人教版化学必修二化学电源教案
人教版化学必修二化学电源教案教案标题：人教版化学必修二化学电源教案教案目标：1. 了解化学电源的基本概念和原理。
2. 掌握化学电源的分类和特点。
3. 理解化学电源在生活和工业中的应用。
教案步骤：第一步：导入（5分钟）引入化学电源的概念，通过提问和讨论激发学生对化学电源的兴趣。
第二步：知识讲解（15分钟）1. 讲解化学电源的基本原理，包括氧化还原反应和电化学反应。
2. 介绍化学电源的分类，如原电池和蓄电池，并解释其工作原理和特点。
3. 分析化学电源在生活和工业中的应用，如干电池、汽车蓄电池和太阳能电池等。
第三步：实验演示（20分钟）1. 进行一个简单的化学电源实验，如铜锌电池实验。
2. 引导学生观察实验现象，分析实验结果，并理解实验过程中发生的化学反应。
第四步：小组讨论（15分钟）将学生分成小组，让他们就化学电源的优缺点及应用进行讨论，并总结归纳。
第五步：展示和总结（10分钟）每个小组派代表上台展示他们的讨论成果，并进行总结。
教师进行点评和补充。
第六步：作业布置（5分钟）布置相关的课后作业，如阅读相关教材、解答习题或进行实验报告。
教案评估：1. 学生在实验中的表现和讨论的积极性。
2. 学生对化学电源的理解程度和应用能力。
3. 课后作业的完成情况和质量。
教案拓展：1. 针对高年级学生，可以引导他们进行更复杂的化学电源实验，如燃料电池实验。
2. 引导学生进行化学电源的创新设计，如自制简易电池或改进现有电池的性能。
教案注意事项：1. 实验过程中要注意安全，确保学生正确使用实验器材和化学品。
2. 鼓励学生提问和互动，激发他们的学习兴趣。
3. 在知识讲解中使用图表、实物模型等辅助工具，帮助学生更好地理解和记忆。
4. 在小组讨论和展示环节，要鼓励学生积极参与，培养他们的团队合作和表达能力。
高一化学必修二原电池化学电源
原电池的电极 负极
正极
总的离子反应方程式 负极出电子，电子回正极
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
e- 负极
电流表
I 正极 +
Zn Zn2+
H2
Cu H+ SO4 2H+
自发的氧化还原反应
4.原电池化学反应本质： 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正
极）。
电流表指针 区别 结论
H2SO4
原电池
①
是否偏转
偏转
两极材料不同
有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极
H2SO4 ②
不偏转
实验探究
A
Zn
Cu
③ A
Zn
Cu
④ A
Zn
Cu
H2SO4
电流表指针 区别 结论
HCl
原电池 是否偏转
③ 偏转
溶液不同
电极材料均插入 电解质溶液中
酒精
④ 不偏转
实验探究
A
Zn
（不可以）
实验探究形成原电池的条件
形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
6.原电池形成条件：
两极一液一连线
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）。 ② 电解质溶液 ③ 形成闭合电路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
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
燃料电池
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（１）比能量 ［符号(W·h/kg)，(W·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 [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 总结： 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。
3、燃料电池
氢氧燃料电池 总反应：2H2+O2==2H2O 酸性电解质： 负极： 2H2-4e-==4H+
正极： O2+4H++4e-==2H2O 碱性电解质
负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O
正极: O2+2H2O+4e-==4OH-
[阅读]P76-77 了解燃料电池的优点
燃料电池的规律
O2＋4e＝2O2 D 通入丁烷的一极是正极，电极反应为： 2C4H10＋26e＋13O2＝4CO2＋5H2O
练习2：据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即 将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为 电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化 剂，铂做催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描 述中正确的是( D )
减少污染 节约资源
废电池的危害
废弃在自然界电池中的汞会慢慢从电池中溢 出来，进入土壤或水源，再通过农作物进入人 体，损伤人的肾脏。在微生物的作用下，无机 汞可以转化成甲基汞，聚集在鱼类的身体里， 人食用了这种鱼后，甲基汞会进入人的大脑细 胞，使人的神经系统受到严重破坏，重者会发 疯致死。著名的日本水俣病就是甲基汞所致。 镉渗出污染土地和水体，最终进入人体使人的 肝和肾受损，也会引起骨质松软，重者造成骨 骼变形。汽车废电池中含有酸和重金属铅泄漏 到自然界可引起土壤和水源污染，最终对人造 成危害。
1、一次电池
普通锌锰电池
碱性电池
金属外 壳 石墨棒
MnO2
锌粉和KOH 的混合物
碱性锌-锰干电池的结构
电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ［思考］该电池的正负极材料和电解质 负极：
金属外 壳
石墨棒
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极：
MnO2
2MnO2 + 2H2O +2e- = 2MnO(OH) + 2OH-
第二章化学反应与能量
第二节 化学电源
用于“神六”的太阳能电 池
普通锌锰电池
摄 像 机 专 用 电 池
手机专用电池 各 式 各 样 的 纽 扣 电 池
化学电源
化学电池分类 化学电池优点及其优劣的判断标准 废电池的危害
化学电池分类
化学 电池
一次电池
二次电池
燃料电池
定义
电池中的反应物质 又称充电电池或蓄电池 进行一次氧化还原 在放电后经充电可使电 反应并放电之后， 池中的活性物质获得重 就不能再次利用． 生，恢复工作能力，可
①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的 作用。
燃料电池与前几种电池的差别：
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充； ②反应产物不断排出 ③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%， 有利于节约能源。
1、化学电池优点
（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。
（２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的 电池和电池组，使用方便。 （３）易维护，可在各种环境下工作。
回收再利用
天生我材必有用”，废旧电池中对人体有 害的重金属又是较为稀缺的工业原料。据环保 专家介绍，废旧电池中95%的物质均可以回 收，尤其是重金属回收价值很高。在废旧电池 中每回收1000克金属，就有82克的汞、88克 的镉。可以说，回收处理废旧电池不仅解决了 环境污染的问题，而且也实现了资源的回收再 利用。因此，对于废电池的最佳处理办法是再 生利用，提取其中的有用成分，将废物变为资 源。
锌粉和KOH 的混合物
电解质： KOH
碱性锌-锰干电池的结构
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
2、二次电池
铅蓄电池：是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架， 正极板上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb
放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能） 放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
①正极反应为：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
②负极反应为：2H2－4e－ = 4H+
③总的化学反应为：2H2 + O2 == 2H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
（A）①②③
（B）②③④
（C）①②④
（）①②③④
负极： Pb + SO42- -2e- =PbSO4
氧化反应
正极： PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O 还原反应 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境
世 博 燃 料 电 池 主 推 车
提倡
我们应该为自己的生存环境 做一份贡献，在用完电池以后， 能够将它们扔进指定地点，以 免污染环境。
练习1:一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷 气体；电解质是掺杂氧化钇Y2O3的氧化锆ZrO2晶体，在熔 融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是 C A 在熔融电解质中，O2由负极移向正极 B 电池的总反应是：C4H10＋O2 CO2＋H2O C 通入空气的一极是正极，电极反应为：
多次重复使用．
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．
例子
干电池：电池中的 电解质溶液制成胶 体，不流动，故称 干电池．
如：普通锌锰电池、 碱性锌锰电池、锌 银纽扣电池
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池
氢气、甲醇、天然 气、煤气与氧气组 成燃料电池。