1.2化学能转化为电能——电池 课件 2022-2023学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

化学能转化为电能——电池 选择性必修1 《化学反应与能量变化 》 素养目标 重点难点 课标要求 核心素养 1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．理解原电池的工作原理,认识从单液原电池发展到双液原电池、隔膜电池的过程变化，并能理解原电池设计的实用性。 1. 宏观辨识与微观探析 以锌铜原电池为例，从宏观和微观相结合的角度讨论分析，理解原电池的工作原理。 2. 证据推理与模型认知 通过单液、双液电池、膜电池进行证据推理与模型构建。 3. 科学探究与创新意识 在实验过程、学习过程中发现问题、敢于质疑、勇于创新。 4. 科学态度与社会责任 培养严谨求实的科学态度，体会化学来源于生活、服务于生活。 理解原电池的工作原理，认识从单液原电池发展到双液原电池、隔膜电池、实用电池的变化 。 普通干电池 手机电池 钮扣电池 新能源车载电池 航空用 太阳能电池 化学与生活密切相关 电池究竟是一种什么样的装置？工作时，装置中发生了什么反应？工作原理是什么？ 4 1.什么样的反应可以设计为原电池？ 任务1：原电池模型构建 2.如何将反应中的电子引出？ 氧化反应、还原反应两端分开进行，导线引出 3. 如何形成闭合回路？ 氧化反应和还原反应两端之间应有导电微粒（离子）的定向移动。 氧化还原反应；放热反应 √ √ HCl+NaOH==NaCl +H2O Zn＋CuSO4 ==ZnSO4＋Cu H2 +CuO== Cu+H2O 2H2 + O2==2H2O ∆ 小组讨论 还原剂 氧化剂 e- 失电子 得电子 e- 2. 构建原电池理论模型： e- 还原剂 氧化剂 电子导体 失电子 得电子 电解质溶液/熔融 离子导体 阳离子 阴离子 负极 正极 负极 反应物 正极 反应物 氧化反应 还原反应 1. 原电池： 利用 反应将化学能直接转化成电能的装置。 氧化还原 3.原电池构成条件： 理论预测 两个电极，电子导体和离子导体，闭合回路 I 实验材料： 铜片、锌片、1mol·L-1CuSO4溶液、烧杯、导线、检流计 设计装置，将反应Zn＋CuSO4 ==ZnSO4＋Cu产生的化学能转化为电能 ※资料卡片 原电池中电流强度的大小与电极材料、两极距离、电解质浓度、电极与溶液的接触面积等因素有关 实验验证 Zn A Cu Cu2＋ Zn2+ e- Zn Cu2＋ Cu SO42－ SO42－ 内电路：阴（负）离子移向负极,阳（正）离子移向正极。 外电路：电子由负极经导线流向正极 Cu2＋ SO42－ e- 负极 正极 Zn - 2e- = Zn2+ 发生氧化反应 Cu2+ + 2e- = Cu 发生还原反应 CuSO4 溶液 Zn 电子不下水 离子不上岸 一、单液原电池原理 实验验证 归纳总结 阅读课本15页 寻找答案 追 根 寻 源 深 度 思 考 负极 正极 e- e- Zn2+ SO4 2- 电势差 为什么电子由Zn沿 导线向Cu传递？ Zn2++2e- ⇋Zn -0.76v Cu2++2e- ⇋Cu +0.34v 电子从低电势到高电势传递 理论上的现象 锌片逐渐溶解 铜片上有红色物质析出 电流表指针发生偏转 为 什 么 ？ 发 现 问 题 10 解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 解决问题 11 任务2：双液原电池模型构建--实验探究 实验材料： 铜片、锌片、1mol·L-1CuSO4溶液、1mol·L-1ZnSO4溶液 、烧杯、导线、检流计、滤纸条、脱脂棉条、KCl溶液 K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu 二、双液原电池原理 Zn - 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 发生氧化反应 发生还原反应 负极 正极 盐桥的作用： 1、使整个装置构成通路。(离子通路） 2、平衡电荷。 盐桥 ※资料卡片 盐桥：装有含KCl饱和溶液的琼胶，Cl-、K+可在其中自由移动。 归纳总结 转化效率： 电流稳定性： 电流大小： 高 转化效率： 电流稳定性：电流大小： 较小 较大 低 传感器实验对比 稳定 衰减快 发现问题 改进? 增大电流呢？ 缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积 能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？ 双液原电池电流弱的原因？ 1.离子运动的距离长 2.离子运动的通道窄 3.离子容量小 Cu CuSO4 溶液 CuSO4 溶液 解决问题 任务3：隔膜电池模型构建--实验探究 实验材料： 铜片、锌片、桔子（瓣） 、导线、检流计 隔膜电池 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。 任务