6.1.2 化学反应与电能-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中化学必修第二册（人教版，不定项）

第2课时　化学反应与电能 学习目标 核心素养 1.能举例说明化学能转化为电能的实例并了解其应用。 2.理解原电池工作原理。 3.会写简单的电极反应式。 4.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。 1.科学探究:设计实验认识原电池构成条件及原理。 2.创新意识:根据原电池原理能设计原电池。 3.运用常见化学电源工作原理,建立理论模型。 4.认识研制新型电池的重要性,培养学生科学态度和社会责任。 情境导入 　　火力发电是我国主要的发电方式。简单地说就是利用燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。 　　【问题】　(1)火力发电存在几种形式的能量转化? (2)试分析火力发电有哪些弊端? 课前·预习新知 知|识|梳|理 微学点一　化学能转化为电能 1.燃煤发电的能量转化 (1)过程:化学能热能机械能电能。 (2)燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键。 2.原电池 (1)实验。 实验装置 实验现象 铜片:有气泡产生 锌片:逐渐溶解 电流表:指针偏转 结论 有电流产生,装置中化学能转化为电能 (2)原电池概念:将化学能转化为电能的装置。 (3)铜锌原电池工作原理。 电极材料 电子转移 电极反应式 反应类型 Zn 失电子 Zn-2e-Zn2+ 氧化反应 Cu 得电子 2H++2e-H2↑ 还原反应 电池总反应:Zn+2H+Zn2++H2↑。 (4)原电池反应的本质是氧化还原反应。 (5)构成原电池的条件。 理论上,自发的氧化还原反应均可设计成原电池。 ①两个活动性不同的金属(或一个为金属,一个为能导电的非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路。 微学点二　常见的化学电池 1.锌锰干电池 锌锰干电池构造示意图 (1)构造:石墨棒作正极,氯化铵糊作电解质,锌筒作负极。  (2)原理:锌锰干电池属于一次电池,放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为Zn-2e-Zn2+,正极发生的电极反应为2MnO2+2N+2e-Mn2O3+2NH3↑+H2O。 2.充电电池 (1)充电电池属于二次电池。有些电池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,使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是化学能电能。 (2)常见的充电电池:铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3.燃料电池 (1)燃料电池:一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 (2)特点 思|考|辨|析 微思考 1.原电池中作负极的一定是活泼金属,作正极的一定是不活泼金属吗? 提示:不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属(如Zn-Fe-稀硫酸,Zn作负极),也可以都是不活泼金属(如Cu-Ag-AgNO3溶液,Cu作负极),也可以是一种金属和一种能导电的非金属(如Cu-C-AgNO3溶液,Cu作负极)。 2.一次电池和二次电池是否指分别只能使用一次和两次的电池? 提示:一次电池是不可充电电池,电量一旦放完就无法再次使用;二次电池是可充电电池,电量放完后可进行充电,可反复使用多次。 微判断 1.火力发电是化学能间接转化为电能的过程。 (√) 2.HCl+NaOHNaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池。 (×) 3.将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指针发生偏转。 (×) 4.在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。 (×) 5.原电池中阳离子向正极移动。 (√) 6.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。 (×) 课堂·互动探究 　 微目标一　原电池的构成条件、工作原理及正负极的判断 【探究讨论】 1.原电池由哪几部分组成?各起什么作用? 提示:需有两个活动性不同的电极,将电极插入电解质溶液中,两电极间用导线连接使之构成闭合回路。电极的作用是导电,有些电池中电极材料会参加反应;导线的作用是传导电子;电解质溶液的作用是通过自由离子的移动传导电荷。 2.在铜锌原电池中,电子是怎样移动的?电子能否通过电解质溶液?如果不能,电流是如何形成的? 提示:由于金属锌比金属铜活泼,锌失去电子,电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液,在稀硫酸中H+移向铜片,S移向锌片,阴阳离子定向移动形成电流。 【归纳总结】 (1)原电池的工作原理。 ①反应类型:负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 ②电子的移动方向:负极流出,经导线流向正极。 ③离子的移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 (2)原电池的判断方法。 (3)原电池正负极的判