内容正文:
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
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。
第2课时 化学反应与电能
[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)
燃烧
第2课时 化学反应与电能
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
逐渐溶解
气泡
没有变化
反应生成氢气
不反应
第2课时 化学反应与电能
实验
装置 实验现象 实验结论或解释
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
逐渐溶解
有气泡产生
指针发生偏转
失去
锌离子
铜片
氢离
子
得到
氢气
电能
第2课时 化学反应与电能
(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。
化学
电
氧化还原
(3)工作原理(以Cu—Zn—H2SO4原电池为例)
负极
第2课时 化学反应与电能
正极
电池反应: Zn+2H+Zn2++H2↑ 。
Zn+2H+Zn2++H2↑
第2课时 化学反应与电能
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
第2课时 化学反应与电能
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
第2课时 化学反应与电能
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
锌筒
氧化
第2课时 化学反应与电能
工作原理 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
石墨棒
还原
还
原
第2课时 化学反应与电能
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。
氧化还原反应
逆向进
行
铅酸蓄
镍氢
锂离子
第2课时 化学反应与电能
(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。
第2课时 化学反应与电能
3.发展中的燃料电池
第2课时 化学反应与电能
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。
( × )
×
×
第2课时 化学反应与电能
(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。 ( √ )
×
√
第2课时 化学反应与电能
[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