2020-2021学年鲁科版化学选择性必修1化学反应原理第一章化学反应中能量及物质的转化利用--微项目：设计载人航天器用化学电池课件（11张ppt）+教案+测试

第一章微项目　设计载人航天器用化学电池 ——化学反应中能量及物质的转化利用 【课堂练习】微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是（ ） A. 负极反应为 B. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜 C. 当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g D. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1 【课后达标检测】 1.一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是（ ） A．负载通过0．04 mol电子时，有0．224 L(标准状况)O2参与反应 B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C．电池总反应为 D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 2.微生物燃料电池能将污水中的乙二胺（H2NCH2CH2NH2）氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是 A．a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+ B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 C．a电极上的电势比b电极上的电势低 D．电池工作时b电极附近溶液的pH保持不变 3.氢能源是最具应用前景的能源之一，现阶段载人航天器中所使用的氢氧燃料电池就需要大量的氢气。高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。 ①制H2时，连接______。产生H2的电极反应式是___________________。 ②改变开关连接方式，可得O2。 ③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________ ____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 $ * 1073741826.unknown * * * * B $《微项目：设计载人航天器用化学电池》教学设计 一、项目学习目标 1.通过探究载人航天器用化学电池与氧气再生方案，尝试利用原电池原理及焓变、盖斯定律等知识，分析、评价真实环境下化学反应中的能量转化与物质转化问题，并形成电源选择和氧气再生的基本思路。 2.通过分析载人航天器上的电源，了解真实化学电池的工作原理与装置结构，并形成分析化学电池的一般思路。 3.通过本项目的学习，感受化学知识在解决实际问题中的应用价值。 二、教学重难点 教学重点：了解真实化学电池的工作原理与装置结构 教学难点：形成分析化学电池的一般思路 三、教学思路 四、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境， 导入新课 【导语】同学们，我们首先看一段视频，重温“神舟十一号”载人飞船的发射过程，感受我国航天事业的强大。 【播放视频】“神舟十一号”载人飞船的发射过程 【教师】同学们，我们国家已经发展成为了一个航天强国，我们应该为我们身为一个中国人而感到骄傲和自豪！在航天器中，就好比人的“心脏”，电源是极其重要的组成部分，其工作一刻也不能停歇。下面我们就一起开始本节课的探究之旅——设计载人航天器用化学电池。 观看视频，感受祖国航天事业的强大。 从生活走进化学，拉近学生与化学距离。 探究第一站：认识载人航天器用化学电池 【教师】首先进入我们探究的第一站，认识载人航天器中的化学电池。 【问题组】 1. 通过预习，你知道航天器中经常使用的化学电池有哪些？ 2. 现阶段的载人航天器中使用的是哪种电池？ 3. 与其他化学电池相比，氢氧燃料电池具有什么独特的优势呢？ 【教师】这样我们就确定了设计电池的电池反应，是氢气和氧气反应生成水。 【板书】确定电池反应： 【任务】通过之前的学习，我们知道介质环境不同电极反应就不同。请以酸性和碱性两种介质环境为例，写出氢氧燃料电池的电极反应。 结合预习结果，思考并回答问题： 1.镍镉电池、镍氢电池、氢氧燃料电池等。 2.氢氧燃料电池。 3.单位质量输出电能较高、反应生成的水可作为航天员的饮用水、氧气可作为备用氧源供给航天员呼吸等。 板书示范 通过设置问题组，搭建思考阶梯，带领学生一起认识载人航天器用化学电池。 探究第二站：分析载人航天器用化学电池 【教师】这是第2