§6.1.2+化学反应与电能（同步教学课件）-【小青化学】2024-2025学年高一化学下学期必修第二册（人教版2019）

2024年省优质课预赛 第一节 化学反应与能量变化 年 级：高一下学期 学 科：化学必修二（新人教版） 主讲人：杨小青 学 校：汤阴县第一中学 化学反应与电能 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 学习目标 化学核心素养 1.通过盐水小汽车等生活中的实验，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 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，并能分析简单原电池的工作原理。 3. 了解电池的历史沿革和发展，研制新型电池的重要性，能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。 汤阴县第一中学 情景导入 无化学不生活 盐水小汽车 小车为什么能跑起来？ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务一、化学反应与电能 科学态度与社会责任 太阳能发电 风力发电 核能 地热能发电 水力发电 生物质能 潮汐能发电 火力发电 电能的来源有哪些？ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务一、化学反应与电能 科学态度与社会责任 我们日常使用的电能主要来自火力发电，你知道其中的能量转化关系吗？ 近几年中国发电总量构成对比 2020-2060年未来不同发电方式占比变化图 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务一、化学反应与电能 科学探究与创新意识 火力发电原理？ 蒸汽 化学能 热能 机械能 电能 燃烧 发电机 化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务一、化学反应与电能 科学探究与创新意识 问题1.火力发电弊端是什么？ 蒸汽 化学能 热能 机械能 电能 燃烧 发电机 直接 ？ 1.煤炭是不可再生资源，会造成能源危机。 2.煤炭燃烧会产生污染性气体。 3.转换环节多，能量损耗大，能量的利用率低。 探究把化学能直接转化为电能的装置？ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务一、化学反应与电能 问题2.电流是怎样产生的？ 问题3.什么反应中有电子的转移？ 电子定向移动 氧化还原反应 Zn+2H+=Zn2++H2 ↑ 2e- 问题4. 如何将氧化反应和还原反应分开进行，让电子通过导体定向移动，从而获得电流？ 探究把化学能直接转化为电能的装置？ 写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析 蒸汽 化学能 热能 机械能 电能 燃烧 发电机 直接 ？ 科学探究与创新意识 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 科学探究与创新意识 探究把化学能直接转化为电能的装置？ 探究实验 讨论与交流 实验一： 分别将锌片和铜片 插入稀硫酸溶液中 观察锌片和铜片上现象和差别？ 实验二： 用导线连接锌片和铜片， 插入稀硫酸溶液中， 观察锌片和铜片上有何现象？ 推测原因 实验三： 锌片和铜片通过导线接电流表 插入稀硫酸溶液中 观察电流表上有何现象？ 注意电流表指针偏转方向 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 科学探究与创新意识 探究把化学能直接转化为电能的装置？ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 证据推理与模型认知 探究：原电池工作原理？ 1.定义：将___________转变成___________的装置叫做原电池。 化学能 电能 2.本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。 负 极 正 极 A Zn Cu SO42－ H+ H+ 正极 负极 e－ 3.电极： 电子流入的电极 通常是不活泼金属或石墨电极 电子流出的电极 通常是活泼金属 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 宏观辨识与微观探析 电子、离子的移动方向 外电路： Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ Zn－2e－=Zn2+ 2H++2e－=H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 阳离子 阴离子 SO42- 发生溶解 产生气泡 原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 电子流向: 负极 沿导线 正极 电流方向: 正极 沿导线 负极 内电路： 外电路 内电路 4.工作原理 阳离子向正极移动；阴离子向负极移动 电子不下水， 离子不上岸 【提醒】电子不能进入水溶液，离子不能进入导线 探究：原电池工作原理？ 简记：负失氧 正得还 阳正阴负 2e- Ⅰ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 科学探究与创新意识 探究：简易电池的设计与制作？P37 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 证据推理与模型认知 探究：原电池的构成条件？ × √ √ × × × 下列装置是否可以构成原电池？ (4) 有自发进行的氧化还原反应 (1) 两个活泼性不同的电极，如：金属与金属、金属与非金属 (2) 电解质溶液 (溶液或者熔融) (3) 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 5. 原电池的构成条件 简记：两极一液一回路 氧化还原要自发 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务二、原电池的设计 证据推理与模型认知 原电池工作原理？ 6. 原电池正负极的判断 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 任务三、原电池的应用 证据推理与模型认知 探究：原电池原理的应用？ 比较金属活泼性 ① 方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。 ② 常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼 加快反应速率 实验室制H2时，由于锌太纯，反应较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 设计原电池 写出电极反应 选择电极材料及电解质溶液 画出装置图 保护金属材料 船体镶锌块防止钢铁腐蚀 盐水小车为什么能跑起来？ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 任务四、常见的化学电源 科学态度与社会责任 探究：原电池发展史？ 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 任务四、常见的化学电源 科学态度与社会责任 探究：生活中的电池？ 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 任务四、常见的化学电源 宏观辨识与微观探析 探究：常见的化学电源？ 1.锌锰干电池（一次电池，不可充电） 普通锌锰干电池、锌银电池（钮扣电池）等 正极： 负极： 电解质溶液： 锌筒 MnO2 KOH Zn－2e－ + 2OH－ = Zn(OH) 2 2MnO2＋2e－＋2H2 O = 2MnO(OH) + 2OH－ 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 任务四、常见的化学电源 宏观辨识与微观探析 探究：常见的化学电源？ 2.铅酸蓄电池（二次电池，又叫可充电电池） 镍氢电池、锂离子电池…… 正极： 负极： 电解质溶液： 铅(Pb) 二氧化铅(PbO2) 稀硫酸 Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 总反应：Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 任务四、常见的化学电源 宏观辨识与微观探析 探究：常见的化学电源？ 酸性电解质 碱性电解质 负极反应 正极反应 总反应 2H2 + O2 ＝ 2H2O 2H2－4e—＝ 4H+ O2 ＋4H+ ＋4e—＝ 2H2O 2H2＋4OH—－4e—＝ 4H2O O2＋2H2O＋4e— ＝ 4OH— 燃料电池是一种将燃料（如H2、CH4、乙醇）和氧化剂（如O2）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到 80% 以上。 3.燃料电池 A Pt (-) Pt (+) 正极室 负极室 隔膜 电解质溶液 H2 O2 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 化学与职业 科学态度与社会责任 汤阴县第一中学 小试牛刀 学科素养与关键能力 【例1】下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( ) A B C D 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 硅太阳能电池 A 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 小试牛刀 学科素养与关键能力 【例2】如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。关于该装置的说法中，正确的是( ) A. a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B. 碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大 C. 导线上有电流，电流方向a→b D. 反应后a极质量减小 D 负极 正极 e- Ⅰ 2024—2025学年小青化学 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 课堂小结 必备知识 探究：思维导图？ 化学反应与电能 原电池 构成条件 原电池原理的应用 加快反应速率 比较金属活泼性 金属保护 设计原电池 火力发电 能量转化过程 弊端 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 工作原理 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ 阳离子 阴离子 SO42- 电极的判断 汤阴县第一中学 2024—2025学年小青化学 教师寄语 科学态度与社会责任 人生有限能量无限，自信电池持久有电！ 汤阴县第一中学 感谢聆听！欢迎批评指正！ 2024—2025学年小青化学 Lavf58.43.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.11 $$