化学能转化为电能——电池(讲义)
化学一轮复习第20讲化学能转化为电能__电池教案鲁科版
第20讲化学能转化为电能——电池[考纲要求]1。
理解原电池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
考点一原电池的工作原理及应用1．概念：把化学能转化为电能的装置。
2．工作原理(以铜锌原电池为例）（1)原理分析电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极（2）两种装置比较①盐桥作用：a。
连接内电路形成闭合回路。
b。
维持两电极电势差(中和电荷），使电池能持续提供电流。
②装置Ⅰ中有部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低；装置Ⅱ中使Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定.3．构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生.（2）二看两电极:一般是金属活动性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液.1．判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”.(1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池（√）(2)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极（√）（3）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生（×)（4)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动（×)(5）两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极（×)（6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(√)2．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是________。
答案：②④⑥⑦3．原电池正负极的判断方法（1）由组成原电池的电极材料判断。
一般是活动性较强的金属为________极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为____________极。
高中化学第2节化学能转化为电能__电池第2课时化学电源课件鲁科版选择性必修1
8 价,故有
8 个电子,右边有 2 个负电荷,故应在左边加
2-
上 10 个负电荷,即 CH4-8e-+10OH-→CO3 。将 H、O 原子数配平可
2-
得:CH4-8e-+10OH-==CO3 +7H2O。
②以甲烷燃料电池(稀硫酸为电解质溶液)为例。则书写步骤
-4
+4
为:C H4→ C O2,CH4-8e-→CO2。平衡电荷:左边失 8 个电子,右边不可能加 OH-,
能量高、可储存时间长。( × )
(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧,然后热能转化为电能。( × )
(6)铅蓄电池工作时,当电路中转移0.1 mol电子时,负极增重4.8 g。( √ )
重难探究•能力素养全提升
探究一
二次电池(可充电电池)
问题探究
铅蓄电池的电池总反应是什么?
提示铅蓄电池属于二次电池。电池总反应是Pb+PbO2+2H2SO4
应在右边加 H+:CH4-8e-→CO2+8H+。左边加 H2O 并配平可
得:CH4+2H2O-8e-==CO2+8H+。
方法二:用电池总反应减去正极的电极反应可得出负极的电极反应。
①总反应:CH4+2O2+2OH-==C O23 +3H2O(碱性电池)
正极反应:2O2+4H2O+8e-==8OH负极反应:CH4+10OH--8e-==C O23 +7H2O。
mol O2理论上生成1 mol CO2,在标准状况下的体积为22.4 L,D错误。
学以致用•随堂检测全达标
1.下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是(
《化学能转化为电能——电池》 讲义
《化学能转化为电能——电池》讲义一、电池的定义与工作原理电池，简单来说，就是将化学能转化为电能的装置。
它通过一系列的化学反应，使内部的化学物质发生氧化还原反应，从而产生电流。
在电池内部，通常存在着两种不同的电极，分别称为正极和负极。
正极和负极由不同的化学物质组成，这些化学物质具有不同的氧化还原电位。
当电池连接到外部电路时，电子从负极流向正极，形成电流。
以常见的干电池为例，其内部的主要化学物质是锌和二氧化锰。
锌在电池中作为负极，发生氧化反应，失去电子；二氧化锰则作为正极，发生还原反应，得到电子。
在这个过程中，化学能被转化为电能，为我们的各种电子设备提供动力。
二、电池的分类电池的种类繁多，可以根据不同的标准进行分类。
1、按照电解质的状态分类液态电池：如常见的铅酸蓄电池，其内部的电解质是硫酸溶液。
固态电池：电解质为固态的电池，具有更高的能量密度和安全性。
2、按照一次性使用还是可充电分类一次电池：也称为干电池，如碱性电池、锌锰电池等，使用后无法充电，只能丢弃。
二次电池：可以多次充电和放电，如锂离子电池、镍氢电池等。
3、按照化学组成分类铅酸电池：广泛应用于汽车的启动电源和储能系统。
镍镉电池：曾经在一些电子设备中使用，但由于镉的环境污染问题，逐渐被其他电池替代。
镍氢电池：性能较镍镉电池有所提升，且对环境更加友好。
锂离子电池：目前在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中应用最为广泛，具有高能量密度、低自放电等优点。
三、常见电池的特点与应用1、铅酸蓄电池特点：成本低，可靠性高，但重量大，能量密度相对较低。
应用：主要用于汽车的启动电源、电动自行车的动力电源以及不间断电源（UPS）等。
2、锂离子电池特点：能量密度高，循环寿命长，自放电率低，但成本相对较高。
应用：手机、笔记本电脑、平板电脑、电动汽车等。
3、镍氢电池特点：比镍镉电池容量大，无记忆效应，对环境相对友好。
应用：数码相机、电动玩具、混合动力汽车等。
4、碱性电池特点：价格适中，电量持久，适用于低功率设备。
高中化学【化学能转化为电能——电池】
第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1．了解原电池的工作原理。
(重点)2．能写出电极反应式和电池反应方程式。
(重点)3．学会设计简单原电池装置。
原电池的工作原理[基础·初探]教材整理1铜锌原电池实验1．实验装置2．实验现象及分析实验现象检流计指针偏转；锌片溶解，铜片变粗电极反应负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应正极(铜极)：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应电子流向电子由锌片通过导线流向铜片电池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu能量转换化学能转化成电能1．原电池(1)定义：能将化学能转化为电能的装置。
(2)电极名称及电极反应。
①负极：电子流出的一极，发生氧化反应。
②正极：电子流入的一极，发生还原反应。
(3)原电池的构成条件。
①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。
②电解质溶液。
③构成闭合回路。
④能自发发生的氧化还原反应。
2．工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。
[探究·升华][思考探究]1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。
1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。
其基本构造如图所示。
问题思考：(1)该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO2－4通过盐桥移向锌极吗？【提示】该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO2－4不会通过盐桥移向锌极。
(2)取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？【提示】取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。
(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？【提示】将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。
2020_2021学年新教材高中化学第1章第2节化学能转化为电能__电池1原电池的工作原理课件鲁科版必修1
②写出相关的电极反应式。 提示:正极反应为Fe3++e-====Fe2+,负极反应为2I--2e-====I2。 ③在实验过程中观察到灵敏电流计的“读数变为零”,请分析原因。 提示:由于此反应为可逆反应,“读数变为零”是由于该可逆反应达到了化学平 衡状态。
知识点二 原电池原理的应用 【重点释疑】 1.加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。原因是粗锌中 的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,加快了锌的反应,使产生H2的速率加快。 2.比较金属的活泼性强弱 原电池中,负极一般为活泼性较强的金属,正极一般为活泼性较弱的金属。
【解题指南】分析原电池设计的思维流程如下: (1)氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个反应,从而确定电极反应; (2)以两电极反应原理为依据,确定电极材料和电解质溶液; (3)用导线连接构成闭合回路。
【解析】选D。根据Cl-的移动方向可知,b电极为负极,a电极为正极,根据电池 反应式可知,Zn发生失电子的氧化反应,即b电极反应式为Zn-2e-====Zn2+,A、B 项错误;电子流动方向是b电极→导线→a电极,C错误;正极材料的活泼性应比负 极材料弱,D正确。
选项 M
N
A
锌铜
B
铜铁
C
银锌
D
锌铁
P 稀硫酸 稀盐酸 硝酸银溶液 硝酸铁溶液
【解析】选C。该原电池中M棒变粗,N棒变细,说明原电池反应时N棒溶解作负 极,溶液中有金属析出在M棒上。M棒作正极。A、B选项中,电解质溶液均为稀 酸溶液,故正极均产生H2,不符合题意;C项,总反应为 Zn+2AgNO3====Zn(NO3)2 +2Ag,合理;D项,M极锌失电子溶解,不符合题 意。
化学能转化为电能——电池_图文_图文
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
B
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
真题重组·规范集训
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
规律方法·解题指导
第3讲
本课栏目开关
基础再现·深度思考
第3讲
本课栏目开关
基础再现·深度思考
《化学能转化为电能——电池》 说课稿
《化学能转化为电能——电池》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《化学能转化为电能——电池》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析1、教材的地位和作用“化学能转化为电能——电池”这一内容是人教版高中化学必修 2 第二章第二节的内容。
本节内容是在学生已经学习了氧化还原反应、金属的性质等知识的基础上，进一步探究化学能与电能的相互转化。
通过本节课的学习，学生将对化学反应中能量的变化有更深入的理解，为后续学习电解池等知识奠定基础。
同时，电池在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，学习本节内容对于培养学生的科学素养和实际应用能力具有重要意义。
2、教材内容的编排教材首先通过“锌铜原电池实验”引入主题，让学生直观地感受到化学能可以转化为电能。
接着，详细介绍了原电池的工作原理、构成条件以及常见的化学电源。
在介绍化学电源时，教材重点讲解了干电池、充电电池和燃料电池的工作原理和特点。
二、学情分析1、知识基础学生已经掌握了氧化还原反应的基本概念和金属的性质，具备了一定的化学基础知识和实验操作能力。
2、认知能力学生具备一定的观察、分析和推理能力，但对于抽象的化学原理理解起来可能存在一定困难。
3、学习兴趣电池在生活中随处可见，学生对电池的工作原理和应用往往充满好奇，这为教学提供了良好的契机。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。
（2）掌握原电池的构成条件，能够设计简单的原电池。
（3）了解常见化学电源的工作原理和特点。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析解决问题的能力。
（2）通过对原电池工作原理的分析，培养学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对化学能与电能相互转化的学习，让学生感受化学知识在实际生活中的应用价值，激发学生学习化学的兴趣。
电池PPT教学课件_1
第3节 化学能转化为电能——电池
第1课时
1780年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。
（意大利生物 学家伽伏尼）
原电池的雏形 理论解释 ：生物电观点！
伏打对生物电观点的质疑
（Volta,A.1745-1827）
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
了什么呢？ • 6． 根据物理知识，判断上述原电池的正负极。
【问题】
为什么H+在铜片上得到电子，而不是在锌片上得到 电子？溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？
Zn 负极
正极 Cu
静电
Zn2+ - Zn2+ 斥力
静电
引力
Zn2+Zn2+Zn2+
H+
Zn2+ Zn2+
--------
条件一 原电池的电极材料
学习指导（一）
（千古吟咏的唐诗）： 请同学们自由朗读本目内容，先自主思考 以下问题，再与同位之间交流一下。3分钟 后看谁完成的最好。
唐朝文学里最光彩夺目的是 A.辞赋 B.诗歌 C.散文 D.词曲
韩愈：李杜文章在，火焰万丈长。 白居易：吟咏留千古，声名动四夷。
李白
杜甫
李白：
两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。 飞流直下三千尺，疑是银河落九天。 天生我材必有用，千金散尽还复来。
莫高窟唐代塑像
敦煌莫高窟的塑像共有 2400多座。图片上的这尊 塑像是敦煌石窟里最优美 的唐代塑像之一，20世纪 20年代被美国人华尔纳窃 走。他还用化学胶布盗走 了很多精美的壁画。华尔 纳盗走的这些塑像壁画现 收藏在美国哈佛大学的福 格艺术博物馆和波士顿博 物馆里。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学能转化为电能——电池（讲义）一、知识点睛1.原电池的工作原理（1）原电池的概念原电池是将________转化为________的装置。
（2）原电池的构成条件①两个电极（材料可以是_______或_____________）。
②电极均插入_____________中。
③构成_____________。
④能自发地发生_________________。
（3）铜锌原电池负极：____电子发生_____反应，一般活泼性较_____。
正极：____电子发生_____反应，一般活泼性较_____。
电子流向：电子由_____极流向_____极。
离子流向：阴离子流向_____极，阳离子流向_____极。
电极反应：负极（____片），_________________；正极（____片），_________________。
电池反应：________________________________。
注：盐桥①定义：将热的饱和KCl或NH4NO3琼脂溶液倒入U形管中（注意不要产生裂隙），即可得到盐桥。
②作用：离子在盐桥中能够定向移动。
通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流传导。
2.化学电源（1）电池的分类及特点电池分为__________、__________和___________。
（2）常见电池①锌锰干电池分为______锌锰干电池和______锌锰干电池。
碱性锌锰干电池的负极材料为____________，正极材料为__________，电解质溶液为__________溶液。
负极反应：_________________________________。
正极反应：_________________________________。
电池反应：_________________________________。
②铅蓄电池负极材料为__________，正极材料为__________，电解质溶液为_______________溶液。
负极反应：_________________________________。
正极反应：_________________________________。
电池反应：_________________________________。
③氢氧燃料电池电极材料为___________，负极通________，正极通________。
a．碱性电解质（如KOH溶液）负极反应：______________________________。
正极反应：______________________________。
电池反应：______________________________。
b．酸性电解质（如H3PO4溶液）负极反应：______________________________。
正极反应：______________________________。
电池反应：______________________________。
c．中性电解质（如Na2SO4溶液）负极反应：______________________________。
正极反应：______________________________。
电池反应：______________________________。
④甲烷燃料电池电极材料为___________，负极通________，正极通________，电解质溶液为KOH溶液。
负极反应：_________________________________。
正极反应：_________________________________。
电池反应：_________________________________。
二、精讲精练1.关于原电池的描述正确的是（）A．原电池中负极一定是金属B．电子从原电池的正极通过导线移向负极C．原电池中正极被还原D．阴离子在电解质溶液中向正极移动2.下图装置中能构成原电池并产生电流的是（）3.铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（）A．正极反应：Zn-2e-Zn2+B．电池反应：Zn+CuSO4ZnSO4+CuC．在外电路中，电子从正极流向负极D．盐桥中K+移向ZnSO4溶液4.某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+能实现该反应的原电池是（）A．正极为Fe，负极为Cu，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CuSO4溶液5.如图所示，电流计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可能为（）A．A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液6.分析如图所示装置，回答下列问题：（1）图①装置中，负极为______，其电池总反应为____________________________。
（2）图②装置中，负极为______，负极的电极反应式为_____________________________。
（3）图③装置中，负极为______，负极的电极反应式为_____________________________。
7.下列关于化学电源的有关说法中，正确的是（）A．碱性锌锰干电池中石墨棒作负极B．氢氧燃料电池工作时，氢气在负极发生还原反应C．铅蓄电池放电时，两极质量均增加D．燃料电池的能量转化率可达100%8.铅蓄电池放电过程为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，下列关于铅蓄电池的说法正确的是（）A．Pb为正极，PbO2为负极B．正极电极反应式为PbO2+SO42-+2H++2e-PbSO4+H2OC．硫酸溶液中，H+移向负极D．放电一段时间后，SO42-浓度减小9.通常氢氧燃料电池有酸性（当电解质溶液为硫酸时）和碱性（当电解质溶液为KOH溶液时）两种，试回答下列问题：（1）酸性电池的电极反应：负极________________，正极________________，电池总反应__________________；电解质溶液的pH__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）碱性电池的电极反应：负极________________，正极________________，电池总反应_________________；电解质溶液的pH__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
10.氢氧燃料电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。
已知该电池的正极反应为：O2+2CO2+4e-2CO32-。
下列叙述正确的是（）A．放电时CO32-向正极移动B．放电时OH-向负极移动C．负极反应为H2+CO32--2e-H2O+CO2D．当该电池产生的水蒸气折算成标准状况下的体积为22.4 L时，转移4 mol电子11.一种新型燃料电池，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-。
下列对该燃料电池的说法不正确的是（）A．在熔融电解质中，O2-向负极移动B．电池的总反应是2C4H10+13O28CO2+10H2OC．通入空气一极是正极，电极反应为O2+4e-2O2-D．通入丁烷一极是负极，电极反应为C4H10+26OH--26e-4CO2+18H2O 12.一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨做电极催化剂，在硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。
已知电池放电时发生的化学反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O，回答下列问题：（1）电解液中的H+向_____极移动；向外电路释放电子的电极是_____极。
（2）在硫酸电解液中，CH3OH失去电子，此电池的正极发生的电极反应式是_____________________；负极发生的电极反应式是_____________________。
（3）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是____________________。
【参考答案】一、知识点睛1.（1）化学能电能（2）①金属能导电的非金属②电解质溶液③闭合回路④氧化还原反应（3）失去氧化较强得到还原较弱（4）负正负正锌Zn-2e-Zn2+铜Cu2++2e-CuZn+CuSO4ZnSO4+Cu2.（1）一次电池可充电电池燃料电池（2）①酸性碱性锌二氧化锰KOHZn+2OH--2e-ZnO+H2OMnO2+2H2O+2e-Mn(OH)2 +2OH-Zn+MnO2+2H2O ZnO+Mn(OH)2②铅二氧化铅30% H2SO4Pb+SO42--2e-PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O③多孔石墨H2O2a．2H2+4OH--4e-4H2OO2+2H2O+4e-4OH-2H2+O22H2Ob．2H2-4e-4H+O2+4H++4e-2H2O2H2+O22H2Oc．2H2-4e-4H+O2+2H2O+4e-4OH-2H2+O22H2O④多孔石墨甲烷O2a．CH4+10OH--8e-CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-8OH-CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O二、精讲精练1. C2. C3. B4. B5. D6.（1）镁Mg+H2SO4MgSO4+H2↑（2）铝Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-（3）铜Cu-2e-=Cu2+7. C8. D9.（1）2H2-4e-4H+O2+4H++4e-2H2O2H2+O22H2O 变大（2）2H2+4OH--4e-4H2OO2+2H2O+4e-4OH-2H2+O22H2O 变小10.C11.D12.（1）正负（2）3O2+12H++12e-6H2O2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+（3）污染小。