14化学能与电能2-2-1
高中化学人教版必修2教案：第二章 化学反应与能量2-1化学能与热能
第二章化学反应与能量第1节化学能与热能第1课时【教学目标】⑴知道化学反应的本质是什么？⑵能分析化学反应中能量变化的主要原因⑶掌握从化学键的观点来分析能量的变化(4) 了解能量守恒定律【教学重点】掌握从化学键的观点来分析能量的变化。
【教学难点】运用能量守恒定律公式的简单计算。
【教学过程】[介绍] 能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。
能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。
迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。
但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。
在现代广泛使用的各种能源中，哪些与化学密切相关？面对能源枯竭的危机，提高能源的利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向，在这方面化学能作出什么贡献？本章初步讨论这些问题。
[创设情景] 在一支试管中放入一小块生石灰，加入少量水，让学生观察实验现象，再让学生用手触摸试管外壁，然后要求学生回答观察到了什么现象？触摸试管外壁时有何感觉？说明什么问题？并要求学生写出反应方程式。
[问题] 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。
你一定想知道，这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用？[板书] 一、化学键与化学反应中能量变化的关系[思考]不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。
为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里？1、化学键与化学反应中能量变化的关系⑴化学反应的本质是什么？以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程。
点燃H2 + Cl2 ==== 2HCl一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
⑵化学反应中能量变化的主要原因点燃H2 + Cl2 ==== 2HCl吸收能量吸收能量放出能量化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
新课程人教版高中化学必修2《化学能与电能》说课稿(第一课时)
新课程人教版高中化学必修2《化学能与电能》说课稿（第一课时）新课程人教版高中化学必修2《化学能与电能》说课稿（第一课时）今天我说课的内容是新课程人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》（第一课时），以下我从四个方面加以阐述。
一、说教材1、在教材中的地位和作用化学能与电能属于化学原理范畴，是化学学科的重要原理性知识之一，也是对氧化还原反应原理本质的拓展和应用。
初中化学初步学习了化学与能源，在选修模块④将系统深入地学习化学反应与能量。
本节课既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修奠定必要的基础。
起到承前启后的作用。
2、三维目标的确定和依据（1）知识与技能：①理解并掌握原电池原理。
②通过实验提高学生设计能力、观察能力、动手能力及思维能力。
（2）过程与方法：①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池概念，理解和掌握原电池原理。
②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。
（3）情感态度与价值观：①通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。
②体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
3、重点、难点的确立重点：原电池的反应原理、构成条件。
难点：原电池的原理和电极反应式的书写。
二、说教法1、实验探究法本节在学习原电池的概念和原理时，实验探究过程可以表示为：实验探究法的选择意在落实新课改通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的改变，培养学生的创新精神和实践能力的基本理念。
2、指导发现式本节课从科学史的引入到实验探究，再到归纳整理得出结论。
整个教学过程中学生的活动都是在教师不断创设问题情境和指导之下完成的，教师的引导帮助学生尽可能排除失败和无效学习。
本节课中原电池中的微观粒子（电子和离子）的运动状况作为难点，我借助两种手段来突破。
一是利用灵敏电流计判断电子的运动方向，二是借助电脑动画模拟演示电解质溶液中离子的运动情况。
必修二化学2-2化学能与电能
2001年我国发电总量构成图
火力81.2%
水电17.6%
其他1.2%
火力发电居首位
什么是火力发电？ 火电站的工作原理如何?
火力发电工作原理 化学能
燃烧
[课本P40]
→
热能
→
蒸气
机械能
发电机
→
电能
思考：分析火力发电的利与弊
利: 1.我国煤炭资源丰富，廉价方便
2.技术成熟等
弊: 1.煤炭资源毕竟有限、非可再生能源
3.原电池的构成条件
（1）电极（两种活泼性不同的金属，或一种金属 和另一种非金属导体构成电极） （2）电解质溶液 （3）闭合回路 *（4）自发的氧化还原反应 负极：电子流出的电极——失电子，发生氧化反应 (较活泼的金属) 正极：电子流入的电极——得电子，发生还原反应 (较不活泼的金属、石墨等)
实验探究形成原电池的条件
发生氧化反应。
正极（+）：是不活泼金属或非金属，进电子 ，
本身不反应，是溶液中的阳离子 得电子发生还原反应。
注意： 要用到金属活动性顺序表： K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au … 活泼性，还原性依次减弱。
失e-，沿导线传递，有电流产 生
氧化反应
5.原电池原理的应用
[设计P40]
(1)比较金属活泼性 负极:活泼性较强 正极:活泼性较弱 (2)加快氧化还原反应速度 如实验室用Zn与稀硫酸反应制H2时 a.用粗Zn代替纯Zn b.向稀硫酸中滴加CuSO4溶液 (3)设计原电池 如利用反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 设计原电池
Fe C
1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？ 2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？ 3.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表 面得电子？
四川省成都市龙泉中学高一下学期化学(人教版二)第二章第二节《化学能与电能》导学案含答案
（人教版必修2）第二章化学反应与能量第二节化学能与电能（第1课时）【学习目标】1．通过实验探究、交流讨论，知道原电池概念及原电池工作原理、构成原电池的条件.2．通过对实验现象的讨论与分析，提高实验探究和总结归纳的能力，感受自主学习、合作学习的乐趣.在趣味原电池制作活动中，感受化学能转化为电能的奇妙和参与探究的喜悦。
3. 通过举例说明化学能与电能的转化关系及其应用,认识到化学能转化为电能的重要性，感悟化学学科的学习价值和社会价值。
【学习重点】原电池概念、原理、组成及应用.【温馨提示】建立宏观现象与反应本质间的联系可能是你学习的难点。
【自主学习】旧知回顾：1．氧化还原反应的特征：__反应前后有元素化合价变化_，氧化还原反应的本质：有电子转移_____,氧化剂在反应中得电子，还原剂在反应中失电子。
2．氧化还原反应中转移电子数=_____失电子总数___=___得电子总数_____新知预习：阅读教材P39—40，尝试回答下列问题：1．一次能源是指：直接从自然界取得的能源，流水、风、煤、石油、天然气、铀矿等,二次能源是指：一次能源经过加工,转换得到的能源电力等。
2．燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的?火力发电又有哪些优点和缺点呢？情景导入：电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
例如,小到日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……大到火箭上天、神州六号宇宙飞船遨游太空，这一切都依赖于电池的应用.那么，同学们一定想知道电池的结构、它的工作原理。
电池是怎样把化学能转变为电能的呢？今天我们用化学知识来揭开电池这个谜。
下面我们先认识什么是一次能源?什么是二次能源？一、化学能转化为电能活动一：认识能源的分类交流：“新知预习1"。
对应练习1．下列能源中，一次能源有（1）（2)（5)（6)（9）（10）（13）(14），二次能源有（3）（4)（7）（8）（11）（12）（15）（16）.一次能源中可再生资源有（1）（5）（9）（10）（13)（14）,不可再生资源有（2）(6）。
高中化学必修第二册《第一节化学反应与能量变化》ppt课件
负极：Fe－2e-＝Fe2+
⑤ (√)
正极： Cu2++2e-＝Cu
总反应：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
7、原电池工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+ Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（氧化反应） （还原反应）
总反应式：
2e-
Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑
总化学方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌
比铜活泼 ，容易失去 电子，锌被氧化成 Zn2＋ 而进入溶液，电
子由锌片通过导线流向 铜片，溶液中的 H＋ 从铜片获得电子被
还原成 H ， H 再结合成氢分子从铜片上逸出。这一变化可
以表示如下： 锌片： 铜片： 总反应：
原电池正、负极判断
6、原电池电极反应式的书写
电极反应式的一般书写程序:
负极： 还原剂—ne- = 氧化产物
正极： 氧化剂 + ne- = 还原产物
明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的 离子是否共存。 若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反 应式。 再根据质量守恒和电荷守恒配平。
例题2：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为浓 硝酸
① Al作__正__极
② Cu作__负__极
电极反应式是：
负极 ____C_u_-_2_e_-=_C_u_2_+______
正极 ____2_N_O_3-_+_4_H+_+_2_e_-=_2_N_O_2_↑+2H2O
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化一、化学能转化为电能 1.原电池的工作原理原电池是将能转化为能的一种装置，电子流出的一极称为极，该极发生反应，电子流入的一极叫极，该极发生反应。
原电池中电子流动的方向为：从极经外电路流向极。
2．构成原电池的条件（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作极，发生反应。
较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作极，发生反应。
（2）具有电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）（3）形成闭合回路（或在溶液中接触）（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。
3、原电池正负极的判断方法4、原电池电极反应的书写方法――设计原电池原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：(1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；(2)根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应； (3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应； (4)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。
例：铁与硫酸铜溶液反应，设计成原电池的两极反应式：负极：正极：练：Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的两极反应式负极：正极：【课堂练习】1.下列关于原电池的叙述,错误的是（）A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应 D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极 2. 下列关于实验现象的描述不正确的是（） A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快3. 下列变化中属于原电池的是（） A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速 4. 实验室中欲制氢气,最好的方法是（） A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应5. 铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成（） A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.铅铆钉 D.锡铆钉6. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（） A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 7. 对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④（）8. 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组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X9. 将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是（） A.该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极 C．该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确10. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)��Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（） A．电池工作时，锌失去电子w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-��Mn2O3(s)+2OH-(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g11. 微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是（） A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li+ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I- C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极12. 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Fe2(SO4)3 D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4 13. 锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（） A. Zn B. 碳棒C. MnO2 和NH4+D. Zn2+ 和NH4+14. 将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
化学反应与电能 课件(共28张)
一、原电池
5.构成条件
理论上，自发的 氧化还原 反应均可构成原电池。
具体条件是：
①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； ②溶液：两电极均插入 电解质 溶液中；
③导线：两极用导线相连，形成闭合回路。
【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。
二、原电池的设计与制作
简易电池的设计与制作
【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体 会原电池的构成要素。 【用品】水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤 纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小 型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等）， 电流表。 【实验】 （1）水果电池
（2）简易电池
I e-
e- I
Fe Ag
Cu Zn
H2SO4 (aq) 负极( Fe ): Fe－2e - = Fe2+ .
正极(Ag ): 2H++2e - = H2↑ . 总反应式: Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ .
CuSO4 (aq) 负极( Zn ): Zn－2e - = Zn2+ .
正极(Cu ): Cu2+ +2e - = Cu . 总反应式:Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu.
A.电子由铜通过导线流向锌 B.该装置是将电能转化为化学能的装置 C.锌电极发生氧化反应 D.电流由锌通过导线流向铜
【课堂练习】
B 3.下列装置能将化学能转化为电能的是（ ）
【课堂练习】
A 4.下列叙述正确的是（ ）
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
电能和化学能的区别
电能和化学能是2种概念，电能算是物理中的一种定义，大小E=UI，而化学能是化学中的定义，没有确定数值，只是认为定义的一种一种相对数值，具体具体表现为，化学反应反应中由于反应物和生成物化学势的不同，而导致反应发生的同时放出或者吸收能量，这就是化学能很简单的一个例子,电解水产生的氢气和氧气,就是将电能转变为化学能电能电能是表示电流做多少功的物理量电能指电以各种形式做功的能力。
分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。
日常生活中使用的电能主要来自其他其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、内能（俗称热能、火力发电）、原子能（原子能发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等。
电能也可转换成其他所需能量形式。
它可以有线或无线的形式作远距离的传输。
电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。
电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号W表示，其国际单位制为焦耳(J)，电能的计算公式为W = P · t = UIt通常电能用千瓦小时(kW · h)来表示大小，也叫做度(电)：1度(电) = 1 kW · h = 3.6 ´ 106 J。
即功率为1000 W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度·1）电能单位：千瓦时·2）电能换算：1kW·h=3.6×1000000J·3) 瓦和千瓦的运算：1kW=1000w(千瓦时，是"度"的学名。
符号是kW·h；更常用的单位是焦耳（joule），简称“焦”符号是J)电池放电时将化学能转为电能电到化 2H2O=电解=2H2+O2化到内 2H2+O2=点燃=2H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O化学能：化学能是物体发生化学反应时所释放的能量，是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才释放出来，变成热能或者其他形式的能量。
高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第2
- 1 - 化学能与电能 三 维 目 标 知识与 技能 通过实验探究认识电解和电镀的基本原理，进一步学习电极反应式的书写。 过程与 方法 能从能量转化、装置、电极反应等方面原电池反应，进一步体验科学探究的过程，掌握基本的研究方法，提高分析问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观 初步了解原电池在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。
教学重点 原电池的原理 教学难点 原电池反应式及总反应式 教学方法 实验 教学媒体 多媒体 教学内容 修改建议 二、发展中的化学电源 1、干电池 常见的化学电池是锌锰电池 负极（锌）： Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反应） 正极（石墨）： 2NH4＋＋2e—＝2NH3↑＋H2↑（还原） 【学与问】 锌锰干电池即使不用，放置过久，也可能会漏液失效（作为电解质的NH4Cl的水溶液显酸性）使用和保存时应注意什么？ 2、充电电池 - 2 -
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，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。 （1）铅蓄电池 （2）镍－镉碱性蓄电池 （3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。 用途：电脑、手表、心脏起搏器等。 （4）燃料电池 氢氧燃料电池： 负极： 2H2＋4OH— －4e— ＝4H2O（氧化反应） 正极： O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反应） 总反应：2H2＋O2＝2H2O 【思考与交流】 如何科学合理地使用充电电池？ 本节内容与前面所学过的知识的联系是电解质溶液和氧化还原反应，其次从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。氧化剂和还原剂之间转移电子要通过导线（导体）传递才能实现，这样就形成了电流，将化学能转变为电能。 化学电池的反应本质是——氧化还原反应 在碱性条件下的电极反应
在酸性条件下的电极反应
13版化学必修2《导学讲练通》教学课件：2.2化学能与电能(人教版)(65张ppt)
提示:不能。只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，而
吸热的氧化还原反应不能设计成原电池。
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3.在原电池中，电子和离子的移动方向是怎样的？
提示：电子移动的方向是从负极经过导线移向正极；在原电池 电解质溶液中，带正电荷的阳离子向正极移动，带负电荷的阴 离子向负极移动。 4.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泼性不同的金属，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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提示：构成原电池需有两个活泼性不同的电极，将电极插入电
解质溶液中，两电极间用导线连接使之构成闭合回路。 电极的作用是导电，有些电池中电极材料会参加反应；导线的 作用是传导电子；电解质溶液的作用是通过自由离子的移动传 导电荷。
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2.根据以上实验判断，在内外电路中分别依靠哪种微粒传递电 荷？
材料被氧化(溶解)也可能是溶液中的阴离子被氧化；发生还原
反应的是正极，一般是溶液中的阳离子被还原。 根据电子流向判断电子由负极沿导线流向正极。根据溶液中的 离子流向判断：阳离子移向正极，阴离子移向负极。
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6.已知反应Cu+2Ag+====2Ag+Cu2+，请将该反应设计成原电池， 画出原电池装置图标出正、负极。
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原电池的工作原理 实 验 装 置 实 验 现 象 结论
铜片：表面有气泡
产生 锌片：逐渐溶解
有电流产生， 装置中化学能 转化为电能
电流表：指针偏转
根据所学知识探究以下问题：
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1.原电池是由哪几部分组成？各起什么作用？