人教版高中化學(xué)必修二教學(xué)設(shè)計-化學(xué)能與電能

1、化學(xué)能與電能第2課時【教學(xué)目標】1、通過實驗探究初步認識一些常見的化學(xué)電源，進一步學(xué)習(xí)電極反應(yīng)式的書寫。2、能從能量轉(zhuǎn)化、裝置、電極反應(yīng)等方面區(qū)別充電和放電反應(yīng)，進一步體驗科學(xué)探究的過程，掌握基本的研究方法，提高分析問題、解決問題的能力。3、初步了解化學(xué)電源在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，感受化學(xué)在促進社會發(fā)展、提高人們生活質(zhì)量中的重要作用。【教學(xué)重點、難點】能量轉(zhuǎn)化、裝置、電極反應(yīng)等方面區(qū)別充電和放電反應(yīng)?！窘虒W(xué)方法】實物展示和探究相結(jié)合【教學(xué)過程】引入1號和5號干電池大家熟悉嗎？它的內(nèi)部構(gòu)造大家清楚嗎？它的放電原理是什么？觀察1號和5號干電池的外型，說出在日常生活中的用途。了解干電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)干電池

2、的構(gòu)造：石墨棒、MnO糊、NHC1糊、鋅筒。24板書二、發(fā)展中的化學(xué)電源1、干電池最早使用的，大家熟悉的干電池鋅錳電池。它是一種一次性電池放電后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的)。電池反應(yīng)：正極：MnO?+HO+2e-MnO(OH)+OH-負極：Zn2e-Zn2+Zn+2NHCl2e-Zn(NH)Cl+H+4322總反應(yīng)：Zn+MnO+2NHClMnO(OH)+Zn(NH)Cl24322缺點：鋅皮被腐蝕而穿導(dǎo)致電解液外溢。生活中的1號或5號電池。改進：外殼套上金屬筒或塑料筒的方法改成了防漏電池；將糊狀NHCl換成濕的KOH,并在構(gòu)4造上作了改進，制成了堿性鋅錳電池，延長了電池的使用壽命。

3、廣泛用于卡式錄音機、閃光燈、電動玩具、袖珍電視機等。思考與交流在購買、保存和使用干電池方面你有何經(jīng)驗和建議？問題汽車用的電瓶是一種什么樣的化學(xué)電源？板書2、充電電池展示鉛蓄電池（簡稱蓄電池）充電電池又稱為二次電池，它在放電時進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進行（一般通過充電器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電進行充電），使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。這樣可以實現(xiàn)：化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能（放電）、再由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（充電）的循環(huán)。缺點：由于電池制造工藝等方面存在不足，實際上沖放電電池的沖放電次數(shù)仍有限制，且使用是否得當，對電池的工作狀態(tài)及壽命影響很大。最早使用的充電電池是鉛蓄電池。目前，汽車上使用的電瓶大多仍是鉛

4、蓄電池。電池反應(yīng)（放電）：正極：PbO+4H+SO2-+2e-PbSO+2HO2442負極：Pb+SO2-2e-PbSO44總反應(yīng)：PbO+4H+SO2-+Pb=2PbSO+2HO2442思考與回答鉛蓄電池充電時，其反應(yīng)原理正好放電時相反，原來的負極邙日極）反應(yīng)也原來的正極（陰極）反應(yīng)為。你能它們的電極反應(yīng)？改進：新型的封閉式體積小的充電電池鑷鎘電池?？梢苑磸?fù)充電500次以上，廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等。電池反應(yīng)（放電）：正極：2NiO（OH）+2HO+2e-2Ni（OH）+2OH-負極：Cd+OH-2e-Cd（OH）總反應(yīng)：Cd+2NiOOH+2HO=Cd（OH）+

5、2Ni（OH）222缺點：鎘是致癌物質(zhì)，廢棄的鑷鎘電池如不回收，會嚴重污染環(huán)境，這制約了鑷鎘電池的發(fā)展。鑷氫電池的面世初步解決了這個問題。目前，手機常見電池類別有:Ni-MH（鎳氫電池）、Li-ion（鋰電池）、LiB（液體鋰離子電池）、LiP（聚合物鋰離子電池）3、燃料電池燃料燃燒是一種劇烈的氧化還原反應(yīng)，通過燃燒釋放的熱能再轉(zhuǎn)化為電能（如火力tIriTJ伏箱計lipK*oir陽奴/陰極多扎石星發(fā)電），其能量轉(zhuǎn)化率不高。燃料電池就是利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑（如02）反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種高效、對環(huán)境友好的裝置。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率理論上可以高達85%90%（現(xiàn)在實際

6、利用率已達到40%60%）。燃料電池：燃料：氫氣、甲烷（天然氣）、甲醇、乙醇、汽油等。氧化劑：氧氣、空氣等。優(yōu)點：燃料可以從外部源源不斷的輸入，減少廢電池的污染，電池反應(yīng)產(chǎn)物對環(huán)境沒有污染以氫氧燃料電池為例：正極：0+2H0+4e-f40H-22負極：2H+40H-4e-4H022總反應(yīng)：2H+0=2H0222科學(xué)視野我國首輛燃料電池混合動力轎車“超越一號”，2003年8月7日在同濟大學(xué)校園奔馳，接受國家科技部的驗收?！俺揭惶枴钡淖罡邥r速每小時110公里，可連續(xù)行駛210公里。在燃料電池汽車領(lǐng)或，“超越一號”大大縮短了我國與世界先進水平的差距。5日宣稱，這汽車將達240萬輛rr丨-r*芋筆記

7、本電腦的小型型燃料電池采用甲醇1池。東芝公疽接與電腦連接。；記本電腦相比，50CC的甲醇可以連續(xù)使用5小時，超過鋰電楚天一號燃料電池電動汽車：由東風(fēng)汽車公司和武漢理工大學(xué)合作聯(lián)合研發(fā)的東風(fēng)燃料電池電動汽車“楚天一號”通過專家組驗收。這是繼上海研制的“超越號”之后，我國研發(fā)成好處時只需填充燃料，而不必像鋰電池那樣再次充電。太陽能利用太陽能的優(yōu)點：（1）壽命無限2）供能巨大（幾萬倍）；3)潔凈無公害；(4)隨處可??；太陽能利用種類光解水制氫；太陽能電池；太陽能集熱器;光合作用模擬；高張力化合物畜積太陽能,太陽能汽車等。太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率：單晶硅型20%，多晶硅型17%歐洲聯(lián)盟國家計劃在2010年

8、太陽能光電轉(zhuǎn)換的電力占所有總電力的1.5%,美國啟動了“百萬屋頂”計劃?？偨Y(jié)、板書計劃二、發(fā)展中的化學(xué)電源1、干電池(鋅錳電池)電池反應(yīng)：正極：MnO+HO+2e-MnO(OH)+OH-22負極：Zn2e-fZn2+Zn+2NHC12e-fZn(NH)Cl+H+4322總反應(yīng)：Zn+MnO+2NHClfMnO(OH)+Zn(NH)Cl243222、充電電池(鉛蓄電池)電池反應(yīng)(放電)：正極：PbO+4H+SO2-+2e-fPbSO+2HO2442負極：Pb+SO2-2e-fPbSO44總反應(yīng)：PbO+4H+SO2-+Pb=2PbSO+2HO2442鑷鎘電池電池反應(yīng)(放電)：正極：2NiO(OH

9、)+2HO+2e-f2Ni(OH)+2OH-22負極：Cd+OH-2e-fCd(OH)2總反應(yīng)：Cd+2NiOOH+2HO=Cd(OH)+2Ni(OH)2223、燃料電池燃料：氫氣、甲烷(天然氣)、甲醇、乙醇、汽油等。氧化劑：氧氣、空氣等。優(yōu)點：燃料可以從外部源源不斷的輸入，減少廢電池的污染，電池反應(yīng)產(chǎn)物對環(huán)境沒有污染以氫氧燃料電池為例：正極：O+2HO+4e-f4OH-22負極：2H+40H-4e-4HO22總反應(yīng)：2H+0=2H0222太陽能利用課堂練習(xí)1隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是利用電池外殼的金屬材料防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離

10、子對土壤和水源的污染不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極2廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學(xué)想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣B.碳棒取下洗凈用作電極把銅帽取下洗凈回收利用電池內(nèi)部填有氯化銨等化學(xué)物質(zhì)，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用3、下列變化中屬于原電池的是在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層白鐵（鍍鋅）表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層鐵與稀硫酸反應(yīng)時，加入少量硫酸銅溶液時,可使反應(yīng)加速4、實驗室中欲制氫氣,最好的方法是A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與

11、濃硫酸反應(yīng)C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅（含鉛、銅雜質(zhì)）與稀硫酸反應(yīng)5、鐵制品上的鉚釘應(yīng)該選用下列哪些材料制成A.鋁鉚釘B.銅鉚釘C.鋅鉚釘D.錫鉚釘6、由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化A.不變B.先變小后變大C.逐漸變大D.逐漸變小7、對銅-鋅-稀硫酸構(gòu)成的原電池中，當導(dǎo)線中有l(wèi)mol電子通過時,理論上的兩極變化是鋅片溶解了32.5g鋅片增重了32.5g銅片上析出1g屯銅片上析出1molH2A.B.C.D.10、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛使用，鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)為：Zn(s)+2MnO(s)+HO(l)=Zn(O

12、H)(s)+MnO(s)22223下列說法錯誤的是電池工作時，鋅失去電子電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO(s)+HO(l)+2e-=MnO(s)+2OH-(aq)2223電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g11、微型鋰電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起博器所用的電源，這種電池中的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)Lil,其中的導(dǎo)電離子是I-.下列有關(guān)說法正確的是A.正極反應(yīng)：2Li-2e-=2Li+B.負極反應(yīng)：I2+2e-=2I-C.總反應(yīng)是：2Li+I=2LiID.金屬鋰作正極213、鋅錳干電池在放電時，電池總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn+2MnO+2NH+=Zn2+MnO+2NH+HO242332在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是A.ZnB.碳棒C.MnO和NH+D.Ze+和NH+24414、氫氧燃料電池用于航天飛船，電極反應(yīng)產(chǎn)生的水，經(jīng)過冷凝后可用作航天員的飲用水，其電極反應(yīng)如下：負