6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能（教學(xué)課件）高一化學(xué)下學(xué)期（人教版2019）

2024年省優(yōu)質(zhì)課預(yù)賽第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化年

級(jí)：高一下學(xué)期

學(xué)

科：化學(xué)必修二（新人教版）主講人：楊小青

學(xué)

校：湯陰縣第一中學(xué)

化學(xué)反應(yīng)與電能湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)化學(xué)核心素養(yǎng)1.通過(guò)鹽水小汽車(chē)等生活中的實(shí)驗(yàn)，以原電池為例認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，從氧化還原反應(yīng)的角度初步認(rèn)識(shí)原電池的工作原理。2.能舉出化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)例，能辨識(shí)簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素，并能分析簡(jiǎn)單原電池的工作原理。3.了解電池的歷史沿革和發(fā)展，研制新型電池的重要性，能舉例說(shuō)明化學(xué)電源對(duì)提高生活質(zhì)量的重要意義。湯陰縣第一中學(xué)情景導(dǎo)入無(wú)化學(xué)不生活鹽水小汽車(chē)小車(chē)為什么能跑起來(lái)？2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)一、化學(xué)反應(yīng)與電能科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任太陽(yáng)能發(fā)電風(fēng)力發(fā)電核能地?zé)崮馨l(fā)電水力發(fā)電生物質(zhì)能潮汐能發(fā)電火力發(fā)電電能的來(lái)源有哪些？2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)一、化學(xué)反應(yīng)與電能科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊?lái)自火力發(fā)電，你知道其中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系嗎？近幾年中國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成對(duì)比2020-2060年未來(lái)不同發(fā)電方式占比變化圖2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)一、化學(xué)反應(yīng)與電能科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)火力發(fā)電原理？蒸汽化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒發(fā)電機(jī)化學(xué)能經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，間接轉(zhuǎn)化為電能。2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)一、化學(xué)反應(yīng)與電能科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)問(wèn)題1.火力發(fā)電弊端是什么？蒸汽化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒發(fā)電機(jī)直接？1.煤炭是不可再生資源，會(huì)造成能源危機(jī)。2.煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體。3.轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低。探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置？2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)一、化學(xué)反應(yīng)與電能問(wèn)題2.電流是怎樣產(chǎn)生的？問(wèn)題3.什么反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移？電子定向移動(dòng)氧化還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-問(wèn)題4.如何將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行，讓電子通過(guò)導(dǎo)體定向移動(dòng)，從而獲得電流？探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置？寫(xiě)出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線(xiàn)橋分析蒸汽化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒發(fā)電機(jī)直接？科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置？探究實(shí)驗(yàn)討論與交流實(shí)驗(yàn)一：分別將鋅片和銅片插入稀硫酸溶液中觀(guān)察鋅片和銅片上現(xiàn)象和差別？實(shí)驗(yàn)二：用導(dǎo)線(xiàn)連接鋅片和銅片，插入稀硫酸溶液中，觀(guān)察鋅片和銅片上有何現(xiàn)象？推測(cè)原因?qū)嶒?yàn)三：鋅片和銅片通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接電流表插入稀硫酸溶液中觀(guān)察電流表上有何現(xiàn)象？注意電流表指針偏轉(zhuǎn)方向2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置？2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)證據(jù)推理與模型認(rèn)知探究：原電池工作原理？1.定義：將___________轉(zhuǎn)變成___________的裝置叫做原電池?；瘜W(xué)能電能2.本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。負(fù)

極正

極AZnCuSO42－H+H+正極負(fù)極e－3.電極：電子流入的電極通常是不活潑金屬或石墨電極電子流出的電極通常是活潑金屬2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析電子、離子的移動(dòng)方向外電路：

CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽(yáng)離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑

電子流向:負(fù)極

沿導(dǎo)線(xiàn)

正極電流方向:正極

沿導(dǎo)線(xiàn)

負(fù)極內(nèi)電路：外電路內(nèi)電路4.工作原理陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；陰離子向負(fù)極移動(dòng)電子不下水，離子不上岸【提醒】電子不能進(jìn)入水溶液，離子不能進(jìn)入導(dǎo)線(xiàn)探究：原電池工作原理？簡(jiǎn)記：負(fù)失氧

正得還

陽(yáng)正陰負(fù)2e-Ⅰ2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)探究：簡(jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作？P372024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)證據(jù)推理與模型認(rèn)知探究：原電池的構(gòu)成條件？×√√×××下列裝置是否可以構(gòu)成原電池？(4)有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(1)兩個(gè)活潑性不同的電極，如：金屬與金屬、金屬與非金屬(2)電解質(zhì)溶液(溶液或者熔融)(3)電極用導(dǎo)線(xiàn)相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路5.原電池的構(gòu)成條件簡(jiǎn)記：兩極一液一回路

氧化還原要自發(fā)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)二、原電池的設(shè)計(jì)證據(jù)推理與模型認(rèn)知原電池工作原理？6.原電池正負(fù)極的判斷2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)任務(wù)三、原電池的應(yīng)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知探究：原電池原理的應(yīng)用？比較金屬活潑性①方法：一般情況下，負(fù)極的金屬活動(dòng)性比正極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)。②常見(jiàn)規(guī)律：電極質(zhì)量較少，作負(fù)極較活潑，有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或不變作正極，較不活潑加快反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。設(shè)計(jì)原電池寫(xiě)出電極反應(yīng)選擇電極材料及電解質(zhì)溶液畫(huà)出裝置圖保護(hù)金屬材料船體鑲鋅塊防止鋼鐵腐蝕鹽水小車(chē)為什么能跑起來(lái)？2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)任務(wù)四、常見(jiàn)的化學(xué)電源科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任探究：原電池發(fā)展史？湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)任務(wù)四、常見(jiàn)的化學(xué)電源科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任探究：生活中的電池？湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)任務(wù)四、常見(jiàn)的化學(xué)電源宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析探究：常見(jiàn)的化學(xué)電源？1.鋅錳干電池（一次電池，不可充電）普通鋅錳干電池、鋅銀電池（鈕扣電池）等正極：負(fù)極：電解質(zhì)溶液：鋅筒MnO2KOHZn－2e－+2OH－

=Zn(OH)22MnO2＋2e－＋2H2O=2MnO(OH)+2OH－

湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)任務(wù)四、常見(jiàn)的化學(xué)電源宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析探究：常見(jiàn)的化學(xué)電源？2.鉛酸蓄電池（二次電池，又叫可充電電池）鎳氫電池、鋰離子電池……正極：負(fù)極：電解質(zhì)溶液：鉛(Pb)

二氧化鉛(PbO2)

稀硫酸Pb+SO42--2e-=PbSO4

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)任務(wù)四、常見(jiàn)的化學(xué)電源宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析探究：常見(jiàn)的化學(xué)電源？酸性電解質(zhì)堿性電解質(zhì)負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)2H2+O2

＝2H2O2H2－4e—＝

4H+O2

＋4H+

＋4e—＝2H2O2H2＋4OH—－4e—＝4H2OO2＋2H2O＋4e—

＝

4OH—燃料電池是一種將燃料（如H2、CH4、乙醇）和氧化劑（如O2）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到

80%以上。3.燃料電池APt(-)Pt(+)正極室負(fù)極室隔膜電解質(zhì)溶液H2O2湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)化學(xué)與職業(yè)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任湯陰縣第一中學(xué)小試牛刀學(xué)科素養(yǎng)與關(guān)鍵能力【例1】下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是()ABCD鋰離子電池太陽(yáng)能集熱器燃?xì)庠罟杼?yáng)能電池A2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)小試牛刀學(xué)科素養(yǎng)與關(guān)鍵能力【例2】如圖所示，a的金屬活動(dòng)性在氫之前，b為碳棒。關(guān)于該裝置的說(shuō)法中，正確的是()A.a極上發(fā)生還原反應(yīng)，b極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.碳棒上有氣體逸出，溶液中c(H＋)增大C.導(dǎo)線(xiàn)上有電流，電流方向a→bD.反應(yīng)后a極質(zhì)量減小D負(fù)極正極e-Ⅰ2024—2025學(xué)年小青化學(xué)湯陰縣第一中學(xué)2024—2025學(xué)年小青化學(xué)課堂小結(jié)必備知識(shí)探究：思維導(dǎo)圖？化學(xué)反應(yīng)與電能原電池構(gòu)成條件原電池原理的應(yīng)