第六章 第一节 第2课时 化学反应与电能（word教参）- 【勤径学升·同步练测】2022-2023学年高一新教材化学必修第二册（人教版）

第2课时　化学反应与电能 学习目标 核心素养 1.认识化学能与电能之间转化的实质。 2.了解原电池的概念及工作原理。 3.能列举化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素。 4.了解生活中常用的化学电池，能列举说明化学电源对提高生活质量的重要意义。 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观（能量变化）和微观（电子转移）相结合的视角分析原电池的组成和工作原理。 2.科学探究与创新意识：通过实验探究认识构成原电池的条件及其反应原理，并利用原电池原理设计原电池。 3.科学态度与社会责任：认识研制新型电池对满足人们日常生活的重要意义，具有节约资源、保护环境的可持续发展意识，并对废旧电池进行回收利用。 [对应学生用书第38页] 一、化学反应与电能 1.化学能间接转化为电能——火力发电 过程及能量转化 化学能热能机械能电能 关键 化石燃料的燃烧（氧化还原反应） 2.化学能直接转化为电能——原电池 （1）实验探究 实验装置 实验现象 实验结论或解释 锌片：逐渐溶解，有气泡产生 铜片：没有变化 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生 电流表：指针发生偏转 锌失去电子，变为锌离子，电子经过导线流向铜片，产生电流，氢离子在铜片上得到电子生成氢气，反应过程中产生了电能 （2）原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。 （3）工作原理（以Cu—Zn—H2SO4原电池为例） 负极 正极 电池反应：Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑。 1.下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是 （　　） A.2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑ B.2H2＋O22H2O C.Mg3N2＋6H2O3Mg（OH）2＋2NH3↑ D.CH4＋2O2CO2＋2H2O 解析　只有属于氧化还原反应，才能用于设计原电池；A、B、D属于氧化还原反应，均可以设计为原电池。C不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C。 答案　C 二、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部分 1.一次电池——锌锰干电池 电 池 构 成 工作原理 负极 锌筒（写电极材料名称）逐渐被消耗，发生氧化反应 电解质 氯化铵糊 正极 石墨棒（写电极材料名称），MnO2被还原，发生还原反应 优缺点 优点 制作简单、价格便宜、便于携带等 缺点 不能充电，放电时间短，电压下降快 2.二次电池（充电电池） （1）特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 （2）能量转化：化学能电能 （3）常见的二次电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 （4）铅酸蓄电池 （5）锂离子电池 新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。 3.发展中的燃料电池 2.判断正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。 （1）锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。 （×） （2）氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。 （×） （3）充电电池可以无限制地反复充电、放电。 （×） （4）氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高。 （√） [对应学生用书第39页] 要点一　原电池的工作原理 1789年，意大利生理学家伽法尼在一次解剖青蛙时，把铜钩钩着的青蛙腿挂在阳台的铁栏杆上，偶然发现蛙腿每次接触铁栏杆就会抽搐一次。经过研究，伽法尼认为这种肌肉收缩作用是“动物电”引起的。 伽法尼的同事——意大利物理学家伏打一开始相信这种解释，还亲自体验了这一过程。他将放在舌尖上的锡箔与一枚银币接触，感觉到满口酸味。由此他猜想：肌肉收缩不一定是由动物电引起的，很可能是受到了电刺激产生的。为了证明自己的猜想，伏打在1792～1796年多次重复了伽法尼的实验，发现只要两种不同的金属接触，中间隔着湿的硬纸、皮革或其他海绵状物品，不管有没有接触蛙腿都会起电，从而证明伽法尼实验中的青蛙腿只是一种非常灵敏的验电器。 ◉问题探究 1.根据所学知识分析蛙腿会发生抽搐的原因是什么？构成原电池需要满足哪些条件？ 提示：铁栏杆和铜钩与青蛙腿构成了原电池，有电流产生，使蛙腿发生抽搐。构成原电池需要满足的条件是具有活泼性不同的两个电极（金属与金属或金属与能导电的非金属）、具有电解质溶液、两电极形成闭合回路。 2.1799年伏打发现了用锌片与铜片夹住以盐水浸湿的纸片叠成电堆可产生电流，该装置后来被称为伏打电堆，如图（a）、（b）。伏打还把锌片和铜片放在盛有盐水的杯中，并把许多这样的小杯子串联起来，组成电池组以获得更大电流。 分析伏打电堆的正极和负极材料是什么？伏打电堆工作时电子和离子移动的方向是怎样的？ 提示：伏打电堆中正极是铜片，负极是锌片。工作时负极失去电子，