必修二第二章第二节 化学能与电能(第二课时)
第二节化学能与电能(第二课时)
几款新型电池简介
用外观好像火药一样的“神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池， 用外观好像火药一样的“神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池，装 在改造过的“大公共” 一口气就能跑上220公里， 220公里 在改造过的“大公共”上，一口气就能跑上220公里，而其每公里 只需耗电0.68 0.68度 只需耗电0.68度……
钮扣电池： 钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳 和负极盖组成的小圆盒， 和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极 一端填充由Ag 一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正 极活性材料， 极活性材料，负极盖一端填充锌汞合 金作负极活性材料， 金作负极活性材料，电解质溶液为浓 KOH溶液 已知电池内Zn 溶液， Zn的氧化产物为 KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为 ZnO， ZnO，
ENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组 ENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组 “Core”，补充一次氢燃料可持续行驶4个 Core ，补充一次氢燃料可持续行驶4 小时。最大时速为80km/h Core通过鞋盒 80km/h。 小时。最大时速为80km/h。Core通过鞋盒 大小的小型制氢器来补充氢燃料。 大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩托 车上拆下后，还可在ATV 全地形车） ATV（ 车上拆下后，还可在ATV（全地形车）及 摩托艇等行驶工具上使用。 摩托艇等行驶工具上使用。
几款新型电池简介
一款NISSAN X-TRAIL燃料 一款NISSAN X-TRAIL燃料 电池车许多媒体和观众驻足。 电池车许多媒体和观众驻足。 该车配备了高能量紧凑型 该车配备了高能量紧凑型 锂电池组。 锂电池组。通过其独有的高功 率电机，可产生高达85千瓦的 率电机，可产生高达85千瓦的 85 功率， 功率，最高时速可达每小时 145公里 驾驶里程则超过350 公里， 145公里，驾驶里程则超过350 公里。这辆车的展出， 公里。这辆车的展出，不仅给 X-TRAIL(奇骏 奇骏) NISSAN X-TRAIL(奇骏)迷们带 来一个大大惊喜，更让环保人 来一个大大惊喜， 士们欣喜不已， 士们欣喜不已，预示着未来的 汽车能源将朝着清洁、高效、 汽车能源将朝着清洁、高效、 安全的方向发展。 安全的方向发展。
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( )
原电池-教学设计
西南大学第七届师范生讲课比赛化学化工学院 2014级化学师范二班黄小雪“原电池”教学设计一、教材分析本节课授课内容选自高中化学必修二第二章第二节“化学能与电能”第二课时“原电池”。
在高中化学中关于原电池的内容有两部分，分别是必修二第二章第二节（化学能与电能）以及选修四第四章第一节（原电池）。
本节课作为必修内容中的一部分，在高中的教材中具有承上启下的作用，它是对高一上册氧化还原，电子得失等知识综合运用的承接，也是对必修四中原电池，电解池知识学习的一个启发，同时为原电池的组成条件的后续学习做好铺垫。
二、学情分析本节课针对高一下册的学生，学生在必修一中已学习了氧化还原反应、电解质的基础等知识，对氧化还原反应的特征——“反应中有电子的得失”有较好的认识；在初中物理中也学习了电学最基础的知识，在知识层次上达到了可以学习电化学的基础，在知识的理解掌握上也较容易掌握。
三、教学目标1、知识与技能：(1)掌握原电池的本质，知道不同能量间可进行转化；(2)初步掌握原电池工作原理；(3)会判断原电池的正负极及原电池中电子的流向；(4)初步掌握通过对比的方法来处理实验结果，由具体的实验现象形成抽象的结论。
2、过程与方法(1)通过回顾“火力发电”的过程，了解能量的一系列转化；(2)通过探究实验，模拟电池内部的工作情况，分析并归纳出原电池的工作原理；(3)通过对比实验，认识到原电池在化学能转变为电能过程中所起到的作用，加深对原电池的认识；3、情感态度与价值观（1）体会合作探究对于化学学习和进行化学科学研究的重要性；（2）充分理解“化学是一门以实验为基础的科学”，形成化学源于生活服务于生活的概念。
四、教学重难点重点：原电池的本质及工作原理难点：原电池的工作原理五、教学方法合作探究学习法讲授法实验演示法六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境课程导入好了，同学们，我们准备上课了，上课前老师想问大家一个问题，同学们都有手机吧，说不定有的同学正盯着呢。
化学能与电能(第二课时)
第二节化学能与电能（第二课时）学习目标：1理解原电池的原理及其构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。
2.了解原电池的应用。
3．了解常见的化学电源 。
学习重点：原电池正负极的判断 了解原电池的应用【预习案】1.从能量的角度看,原电池是将 能转化为 能的装置. 从化学反应的角度看,原电池的原理是氧化还原反应中 失去的电子经过导线传给 ,使氧化还原反应分别在 上发生.2．干电池是一种 电池.最早使用的是 ,负极是 .为了防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内电解质 换成湿的 .3．充电电池又称为 , 充电放电可循环进行,至一定周期后终止.如:最早也是最广泛使用的铅鎳电池. 是铅,正极是二氧化铅,电解质是硫酸. 封闭式体积小的镍镉电池.负极是 ,正极是NiO(OH), 电解质是氢氧化钾.4．氢氧燃料电池是一种高效.环境友好的发电装置.如氢氧燃料电池在负极上发生氧化反应的是 , 在正极上发生 反应的是 .,产物是 燃料电池与干电池或蓄电池的主要区别在于 不是储存在电池内部,而是用外加的设备,源源不断地提供 等.【探究案】一．【复习】原电池的构成条件？二．【探究】原电池正负极的判断方法？①稀硫酸 ②硫酸铜溶液①现象②现象归纳：原电池正负极的判断方法：三．【知识综合运用】（一）原电池设计例题1.铁及其铁的化合物应用广泛,如FeCL3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等.(1)写出FeCL3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：(2)若将中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极，并写出电极反应式：正极反应：负极反应：变式训练1：某原电池总反应离子方程式为：2Fe3 + + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是：A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCL3溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeCL3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuCl2溶液变式训练2：利用Cu + 2Ag+ = Cu2 + + 2Ag反应，设计一个原电池，画出其装置图，并写出电极反应式（二）、原电池原理的应用例题2.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。
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[例] X、Y、Z都是金属， 把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面 有Z析出， X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( C) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀，延长 其寿命？ 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分，装有一定数量的锌块，请解释原因
外 电子流向：负极 沿导线 正极
电
路 电流方向：正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极（Zn） Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 （反应方程式）
正极（Cu）
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因：轮船的船身一般是用铁做的， 装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
必修2第二章同步教学课件2.2 化学能与电能 (共40张PPT)
发展中的化学电源
关于电池你了解多少？
形状各异的电池遵循的工作原理是否相 同？ 你知道电池是如何分类的吗？
1、锌锰干电池（酸性电解质溶液）
负极：Zn - 2e- = Zn2+
正极：2NH4+ + 2e- =2NH3 + H2 产生的H2和MnO2作用：
H2+ 2MnO2 = Mn2O3 + H2O
e e e e e
Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+ Cu2+ Cu2+
Cu2+ Cu2+
2+ Cu2+ e e Cu e e Cu2+ e e Cu2+ Cu2+ e Cu2+ e e e Cu2+ Cu2+ ee Cu2+ e
Cu2+ Cu2+
电极材料 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式
电极反应式
发生的反应
原电池的电极
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
负极 正极
2H++2e-=H2↑ 还原反应
Zn+2H+=Zn2++H2↑
请根据Zn-Cu-稀硫酸组成的原电池填表
Zn
A
C u
稀H2SO4
思考与交流
2 .你是如何判定装置的正、负极？
电子流出的极
总反应：
Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O
汽车用的蓄电池
3、燃料电池：
⑴ 氢氧燃料电池
4e-
2H2 + O2 == 2H2O
必修二原电池教学设计
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》第二课时原电池教学设计一、基本说明：1、教学内容所属模块：人教版高中化学《必修2》3、所属章节及课时：第二章，第二节，第二课时4、教学时间：45分钟二、教学设计：1、教学目标（1）知识与技能理解一次能源和二次能源，知道火电的缺点。
掌握原电池的构成条件，会判断原电池的正负极，会判断电子的流向和电流的流向。
（2）过程与方法通过实验探究原电池的构成条件，培养学生设计实验和科学探究的水平，讨论、交流等技能科学探究的方法。
（3）情感态度与价值观通过合作学习，培养合作技巧与意识；让学生感到化学与我们生活生产的密切联系；让学生体验科学探究的艰辛与喜悦，感悟科学研究对人类文明的推动作用。
2、教学重难点：原电池的工作原理和原电池的组成。
3、内容分析：本节是电化学的基础知识，也是本章的重点内容。
融合了氧化还原反应、能量的转换、原电池原理的应用、电解质溶液、金属的活泼性以及物理中的电学等知识等，综合性较强。
学好本节内容有助于学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和相关计算等知识联系起来的知识网络；对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提升有很大的作用; 原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，所以学好本节知识，具有比较重要的理论意义和现实意义。
4、学情分析：学生在必修一中学习了氧化还原反应、电解质的基础等知识，在初中物理中也学习了电学最基础的知识，在知识层次上达到了能够学习电化学的基础，在知识的理解掌握上应该较容易掌握。
5、设计思路：首先以“教师的反常举动”创设情境，引领学生对生活中电能来源的思考。
通过自学、讨论理解火电的缺点，从而提出能否将化学能直接转变成电能问题。
通过水果电池的演示，导入原电池原理及条件的实验探索，进而通过实验探究总结出构成原电池需要的条件突破本节教学上的重难点。
6、教学方法：主要采用实验讨论法并辅助以多媒体教学手段。
人教版必修二第二章第二节第二课时：正负极判断及原电池原理运用(共16张PPT)
例4.请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
设计成一个原电池。 1、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液。
2、电极材料：正极 铁
，
负极 铜、石墨或比铁不活泼的其他金属
。
3、电极反应式 ：负极: 正极: Cu2+ +2e - = Cu
某同学用Zn和稀H2SO4制H2时，为加快反应速率，加入了大量的CuSO4溶 液，却发现产生H2很慢，为什么？ 解释：加入大量的CuSO4溶液后，生成的Cu附着在Zn片表面，甚至把Zn
包裹，减少了Zn片与溶液的接触面积，从而反应速率减慢。
2.揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，在潮湿的环境提供电解质溶液，与Fe组成原电池，发生 原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
随之发生： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ，不稳定的Fe(OH)3失水 变成铁锈(Fe2O3·nH2O),自然条件下钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。
防止钢铁腐蚀的方法： 方法一：改变金属的内部结构，如不锈钢； 方法二：用有机油、油漆等涂料和陶瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料在钢 铁的表面制造各种材质的保护层； 方法三：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
3.判断金属活动性的强弱
例3. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出， X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序
人教版必修2第二章第二节说课--原电池(共19张PPT)
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
二、说教学目标
1、知识与技能：
认识原电池的概念；
掌握原电池的工作原理和形成条件
2、过程与方法：
学生通过对原电池的学习，体验科学探究的过程，理解 科学探究的意义，初步养成科学探究的能力； 通过小组探究实验，培养学生动手能力和团结协作意识
3、情感、态度与价值观：
学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学 的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界 的奇妙与和谐；
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午4时48分54秒下午4时48分16:48:5421.7.21
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
• 问题二：氢离子变成氢分子有时从哪里来 的呢？
• 问题三：根据电学知识中电子的流向，你 能判断装置的正负极吗？
4、设问探究、合作交流，归纳形成条件
Zn Cu
Fe Cu
Zn Zn
Fe
Cu
√A
√B
C
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》课件(共20张PPT)
C．c > a > b > d D．b > d > c > a
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 )
？ 解释：
【实验现象剖析】
Z整n片个逐装渐置溶能解量但无是气怎泡样； Cu片上有转气化泡的（？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 ↑）
电能（电力）：二次能源 资料卡片：一次能源和二次能源
【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】
Zn
稀H2SO4
现象：
Cu
Zn片上有气泡
（H2）， Zn片逐溶解； Cu片无明显现象。
解释：
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。
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例：下列装置中四块相同的Fe片，在酸中放置一段时间后Fe片腐蚀速 率由慢到快的顺序是 (3) (1) (2)
请你提出延长铁制品寿命的合理措施： 给铁制品表面刷漆、涂油、电镀、烤蓝； 保持铁制品表面干燥；在铁中添加铬、镍，制成不锈钢
又收获了什么？ 负极材料与负极反应物往往是同一个东西：易失电子、易发生氧化 反应，通常是较活泼的金属单质，如锌、铁等
第二种途径：用电池装置，直接将化学能转变为电能 你喜欢哪一种方式？
燃料电池的原理与普通原电池相同！负极物质失电子被氧化，正极物质 得电子被还原。 不同点：负极、正极物质从外界输入，燃料电池只是提供了反应的场所。
2 H 2 + O 2 = 2 H 2O
还原剂 氧化剂
Байду номын сангаас
负极
正极
负极反应式：
2H2 — 4e— = 4H+
正极材料：往往不是正极反应物，只提供了得电子的场所，通常是
比负极不活泼的金属单质，如铜、银等，也可以是石墨 正极反应物：易得电子、易发生还原反应，通常是水溶液中的阳离 子 ， 如 H +、 C u 2+等 .
原电池的能量转化率很高 原电池的应用之三：燃料电池 已知：2mol 氢气与 1mol 氧气恰好完全反应，生成2mol 水蒸气 时，放出能量484 kJ。 如何实现将化学能转变为电能？ 第一种途径：化学能 热能 机械能 电能
写出两个电极的反应方程式。 负 极 ： Z n - 2 e — = Z n 2+
正 极 ： 2 H + + 2 e — = H 2↑
负极：易失电子的金属——活泼性较强的金属 原电池的应用之一：判断金属活动顺序 不同的金属在化学反应中表现出来的活泼程度不同，
早在1812年瑞典化学家贝采里乌斯根据大量实验
（1）从 现象判断
（ 2 ） 从 性质判断
正极反应物：易得电子、易发生还原反应， 通 常 是 水 溶 液 中 的 阳 离 子 ， 如 H +、 C u 2+等 .
Z>Y>X>W _ _______________
小结：判断正负两极的方法 负极：质量减轻 （1）从现象判断 正极：可能会增重，也可能会析出氢气（水溶 液为强酸性）
（2）从性质判断
负极：易失电子、易发生氧化反应，通常是较 活泼的金属单质，如锌、铁等
形成原电池后，反应速率明显加快 原电池的应用之二：加快或减慢反应速率 例 ：下 列 制 氢 气 的 反 应 速 率 最 快 的 是 （ D ）
现象首先提出了金属活动顺序的概念，后来俄国化 学家贝开托夫在大量实验和系统研究之后，于 1865年发表了金属活动性顺序 请你猜测贝采里乌斯、贝开托夫是通过什么实验来
测定金属活动顺序的？
例：X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中，用导 线连接，可以组成原电池，实验结果如下图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
必修二 第二章 第二节
化学能与电能（第二课时）
形成原电池的条件： 自发进行的氧化还原反应；两极，一液，一连线 负极定义： 电子流出的一极，发生氧化反应 正极定义： 电子流入的一极，发生还原反应 在下图中标出负极、正极； 负 极 Zn
e—
A C 正极
标出电子转移方向；
标出阳离子流动方向；
阳离子
稀硫酸 总 ： Z n + 2 H + = Z n 2+ + H 2↑
A. 纯锌和 1mol/L 硫酸；
B. 纯锌和 18 mol/L 硫酸； C. 粗锌和 1mol/L 硝酸； D. 粗 锌 和 1 m o l / L 硫 酸 的 反 应 中 加 入 几 滴 C u S O 4 溶 液 。
马口铁又名镀锡铁，具有耐腐
蚀、无毒、强度高、延展性好的特 性。
白铁皮是镀锌铁
正极反应式：
O 2 + 4 e — + 4 H + = 2 H 2O
燃料电池的正负两极判断方法：
负 燃料：失电子，被氧化，发生氧化反应，做 ___ 极 ； 正 氧气：得电子，被还原，发生还原反应，做 ___ 极 。
小结：判断正负两极的方法 负极材料：质量减轻 正极材料：一般质量不变，甚至会增重， 可能会析出氢气（水溶液为强酸性） 负极材料：往往就是负极反应物，易失电子、 易发生氧化反应，通常是较活泼的金属单质， 如锌、铁等 正极材料：往往不是正极反应物，只提供了 得电子的场所，通常是比负极不活泼的金属 单质，如铜、银等，也可以是石墨