6.1.2 化学反应与电能-2023-2024学年高一化学同步课堂高效讲义（人教版2019必修第二册）

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 课程标准解读 核心素养解读 （1）通过实验探究氧化还原反应中电子转移的方向，理解原电池的工作原理，明确化学能转化成电能的条件。 （2）通过设计实验，明确原电池的构成条件，进而设计原电池。 （3）通过小组实验，培养自主、合作、探究、分析、推理和判断的能力。 （4）学会将原电池知识与生活相联系，体会化学学科的价值。 （1）通过对氧化还原反应电子转移实验方案设计的交流和点评，诊断并发展学生实验设计探究的水平（定性水平）。 （2）通过对原电池工作原理的分析，诊断并发展学生对化学反应中能量转化的认识进阶（物质水平、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。 （3）通过对原电池构成条件及原电池设计的交流和点评，诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角）。 一、化学反应与电能 1. 火力发电——化学能间接转化为电能 （1）我国目前电能主要来自_________发电，其次来自_________发电。 （2）火力发电的原理 首先通过化石燃料_________，使_________，加热水使之_________为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。 （3）能量转换过程 化学能热能机械能电能 2. 原电池——化学能直接转化为电能 （1）实验探究 实验装置 实验现象 实验结论或解释 锌片：_________ 铜片：_________ 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌片：_________ 铜片：_________ 电流表：_________ 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_________能转化为_________的装置； 原电池的反应本质是_________反应。 （3）原电池的工作原理 原电池总反应式：_________。 能量转化：_________能转变为_________能。 电子的移动方向：从_________流出，经导线流向正极。 离子的移动方向：阳离子向_________移动，阴离子向负极移动。 （4）形成原电池的条件 （5）原电池的判定方法 一看_________ (能否自发地进行氧化还原反应)；二看_________条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 二、设计简单的原电池 1．探究活动 设计电路及依据 实验现象 氧化还原反应： ________________________________________________ 确定负极 选择负极反应物：Zn 选择负极材料：Zn 确定正极 选择正极反应物：H＋ 选择正极材料：Cu 形成闭合回路 选择离子导体：H2SO4 选择电子导体：导线 2.工作原理分析 (1)分析装置图并填空 (2)原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 分析：较活泼的金属做负极失电子发生氧化反应，电子由_________流向较不活泼的一极（正极）；溶液中氧化性较强的阳离子，在_________得电子，发生还原反应，_________（电解质溶液）中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向_________的转化。 (3)原电池中阴阳离子及电子的移动方向 ①外电路：_______________________________。 ②内电路：_________移向负极，_________移向正极，电流由正流向负极。具体情况如图所示。 三、化学电源 1.一次电池——锌锰干电池 (1)特点：电池放电后_________充电(内部的氧化还原反应_________逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示： ①锌筒为_________，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为_________，最终被还原的物质是_________。 ③NH4Cl糊的作用_________。 拓展：（2）碱性锌锰干电池 碱性锌锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。 负极材料：_________ 正极材料：_________ 电极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO+H2O 电极反应：MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－ 总反应：Zn＋MnO2＋2H2O===ZnO+Mn(OH)2 2.二次电池(充电电池) (1)特点：