第6章 第1节 第2课时 化学反应与电能-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（人教版2019 不定项版）

第二课时　化学反应与电能

[学习目标]　1．了解化学能与电能的转化关系。2．初步了解原电池的工作原理及应用，能正确判断原电池的正、负极，会设计简单的原电池。3．知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点，了解研制新型电池的重要性。4．会书写简单的电极反应式。

一、化学能间接转化为电能——火力发电

二、化学能直接转化为电能——原电池

1．实验探究

2．原电池的概念：把化学能转化为电能的装置。

3．原电池工作原理(以铜—锌—稀硫酸电池为例)

原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

三、化学电池

1．一次电池

(1)特点

放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。

(2)常见的一次电池——锌锰干电池

锌锰干电池中，锌筒为负极，石墨棒为正极，MnO2作正极反应物，NH4Cl糊作电解质溶液。

2．充电电池(二次电池)

(1)特点

充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。

(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)燃料电池是通过燃料与氧化剂在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。

(2)燃料电池与火力发电相比，能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。(　　)

(2)任何氧化还原反应都能设计成原电池。(　　)

(3)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应。(　　)

(4)氢氧燃料电池是将热能直接转化为电能。(　　)

(5)充电电池可以无限制地反复充电、放电。(　　)

(6)将锌片、铜片插入酒精中也有电流产生。(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×

1780年意大利著名生物学家伽伐尼做了如下实验：用一根铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。善于质疑的意大利物理学家伏打提出了疑问：为什么只有青蛙腿与铜器和铁器接触时才发生抽搐？伏打用实验证明，两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿才会抽搐，其原因是构成了原电池，有电流产生。 [问题探究] 1．分析材料可得出原电池的构成条件中除能够发生自发的氧化还原反应外还有什么？   提示：①活泼性不同的两个电级；②电解质溶液；③闭合回路。 2．原电池的电极材料都必须是金属吗？ 提示：原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨等)。 3．若将材料中的青蛙腿换为H2SO4溶液，构成的原电池中正、负极分别是什么？写出反应的电极反应式。 提示：正极为铜，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；负极为铁，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。

 

知识点一　原电池的工作原理

[重点讲解]

1．原电池的构成条件