6.1.3 认识生活中的化学电源 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（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 课时3 认识生活中的化学电源 人教版必修第二册 学习目标 本节重点 了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点 本节难点 利用原电池原理能设计原电池，能正确书写简单化学电源的电极反应式，会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构的关系。 2 新课导入 干电池 原电池 系列 锂离子电池 燃料电池 铅酸蓄电池 （一次电池） （二次电池） （二次电池） 教师点拨 原电池原理的应用 （1）比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极，即一般情况下活动性：负极(金属)>正极(金属)。 (2) 加快氧化还原反应速率 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。 例：锌和稀 H2SO4 反应时，若加入少量 CuSO4溶液或常用粗锌(含Fe、C等)，Zn与 CuSO4 反应生成 Cu，形成 Zn | 稀硫酸 | Cu(杂质) 原电池，加快产生H2的速率。 教师点拨 （3）设计原电池 还原剂 ＋ 氧化剂＝氧化产物＋还原产物 （失电子） （得电子） 负极反应物 负极材料 正极反应物 正极材料 负极 正极 离子导体 电子导体 教师点拨 ① 依据反应式确定电极材料 反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。 ② 判断电解质溶液 Cu2＋＋2e－＝Cu Fe Cu Fe－2e－＝Fe2＋ Cu2＋ CuSO4溶液 CuCl2溶液 Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 1 × Fe－2e－＝Fe2＋ Cu2＋＋2e－＝Cu 1 × 教师点拨 1. 一次电池 正极 负极 电解质溶液 ① 锌筒为负极，电极反应是Zn - 2e- = Zn2+ ② 石墨棒为正极，二氧化锰是氧化剂； 2MnO2 +2e− +2NH4+ =Mn2O3+ 2NH3↑+H2O ③ NH4Cl糊的作用是作电解质溶液； ④ 电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极）锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原， 特点：电池放电后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行） 工作原理： 干电池--Zn -Mn干电池 e− 石墨棒 MnO2糊 NH4Cl糊 锌筒 e− e− e− 教师点拨 优点：结构简单、价格低廉。 缺点：会发生自放电, 不同时间后的普通锌锰干电池. 因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”，也即二次电池。 电压随着使用时间延长而下降当电池使用一段使电压下降时，可以给它通以反向电流，使电池电压回升。 教师点拨 2. 二次电池--充电电池 教师点拨 ① Pb为负极，电极反应：Pb −2e− + S＝PbSO4 ② PbO2为正极，二氧化锰是氧化剂； PbO2 + 2e− + 4H+ + SO42− ＝PbSO4 + 2H2O ③ H2SO4溶液的作用是作电解质溶液； 特点：放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池复到放电前的状态。 实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池 能量转化： 工作原理： 教师点拨 3. 燃料电池--氢氧燃料电池 特点： 将燃料(如氢气、甲烷、乙醇等)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。 工作原理：通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极 电池总反应式:2H2 + O2 = 2H2O (1) 电解质溶液为硫酸时: 负极:2H2 − 4e− = 4H+ 正极:O2 + 4e− + 4H+ = 2H2O (2)电解质溶液为KOH溶液时: 负极:2H2 − 4e− + 4OH− = 4H2O 正极:O2 + 4e− + 2H2O = 4OH− 教师点拨 质量守恒，得失电子守恒，电荷守恒 负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑ 总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ↑ 负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 书写电极反应式的原则 稀硫酸 Zn C 硫酸铜 Ag Cu 教师点拨 据总方程式书写电极反应式 ⑴ 列物质 标得失 ⑵ 看环境 配守恒 ⑶ 两式加 验总式 正极：找出氧化剂及还原产物 写出“氧化剂＋n e－＝还原产物” 负极：找出还原剂及氧化产物 写出“还原剂－n e－＝氧化产物” 由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数 注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在 复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应 $$