2.2 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 课程标准要求 学业质量水平 1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 2．能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素。 3．能从氧化还原反应的角度分析简单原电池的工作原理。 4．知道原电池原理的基本应用，了解常见化学电源的类型。 5．能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。 1.能辨识化学电池，知道化学电池可以实现化学能到电能的转化。(水平1) 2．能分析化学电池的结构和工作原理。(水平2) 3．能说明化学电池在生产和生活中的重要作用。(水平3) [对应学生用书P61] 一、原电池的构成及其工作原理 1．原电池：是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 2．实验探究——氢氧燃料电池 实验装置 实验现象 电流表指针发生明显偏转 发生反应 2H2＋O2===2H2O 能量转化 化学能转化为电能 理论解释 H2具有还原性，O2具有氧化性，H2在石墨电极A上失去电子发生氧化反应形成H＋，电子沿导线转移到石墨电极B，H＋经稀硫酸转移到右侧区域，O2在石墨电极B上得到电子发生还原反应并与H＋结合成H2O，通过电子在导线中定向移动和离子在电解质溶液中的定向移动，进而在闭合回路中形成电流 3.构成及作用 构成 作用 得失电子能力不同的两电极反应物 形成电势差 两个电极 反应介质 导线 传导电子 电解质溶液 传导电荷 闭合回路 形成电流 4.工作原理 原电池反应的还原剂在负极发生氧化反应，氧化剂在正极发生还原反应，外电路电子从负极流出，经导线流向正极，内电路阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，在闭合回路中形成电流。 二、简单原电池的设计 1．设计思路 (1)基本思路 (2)具体流程 2．实验探究——根据还原反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑设计原电池装置 设计思路 用品选择 选择依据 实验装置 实验 现象 确定 负极 负极 反应物　 锌片 与H＋反应失去电子 稀硫酸 锌片逐渐溶解，铜片上有大量无色气泡产生并逸出，电流表指针发生偏转 负极材料 锌片 导电固体 确定 正极 正极 反应物　 稀硫酸或稀盐酸 电离产生的H＋得到电子 正极 材料 铜片或石墨棒 不与稀硫酸和稀盐酸反应，导电固体 构成 闭合 回路 离子 导体 稀硫酸或稀盐酸 能提供自由移动的离子，导电 电子 导体 导线 能传递自由电子，导电 三、常见的化学电源 1．锌锰干电池 锌筒是负极，碳棒是正极，在碳棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质，在使用过程中，锌逐渐被氧化消耗，电子由锌筒流向碳棒，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效，这种电池内部的氧化还原反应无法逆向进行，放电之后不能充电，属于一次电池。 2．铅蓄电池 放电时PbO2是正极，发生还原反应，Pb是负极，发生氧化反应，稀硫酸是电解质；在充电时与放电时所进行的氧化还原反应是可逆的，可以实现放电与充电的循环，属于二次电池，又称充电电池。 3．燃料电池——以氢氧酸性燃料电池为例 燃料电池是通过燃料与氧气分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极。该类电池能量转化效率高，能长时间提供电能等优点。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)原电池是一种将电能转化为化学能的装置(×) (2)铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸中，锌片表面产生大量气泡(×) (3)原电池中负极一定参加化学反应(×) (4)原电池外电路中电子由负极流向正极，内电路中电子由正极流向负极(×) (5)原电池工作时，在负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应(√) (6)盐酸与NaOH溶液反应放出热量，故可利用此反应设计原电池(×) 2．(2020·江西南昌九江高一检测)下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，其中能构成原电池且在铜电极上能产生气体的是(　　) B　[A装置中，铜和银都不与稀硫酸反应，不能形成原电池；B装置能形成原电池，铜为正极，铜片上2H＋＋2e－===H2↑；C装置中，C与Cu都不与稀硫酸反应，不能形成原电池；D装置没有形成闭合回路，不能形成原电池。] 3．若将反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑设计成原电池，用稀H2SO4作电解质溶液，碳棒为原电池的某一电极材料，则碳棒为原电池的________极(填“正”或“负”)，该极上的现象为______________，另一电极材料为________，外电路中电子由________极(填“正”或“负”，下同)向________极移动，电解质溶液中H＋向________极移动，该电池工