4.1.2化学电源 学案-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学导学案聚焦“化学电源”，核心知识点包括电池分类（一次、二次、燃料电池）、电极反应式书写及应用与环境危害。通过自主学习填空回顾原电池原理，以一次、二次电池实例为支架，逐步过渡到燃料电池的深入探究，衔接前后知识脉络。 特色在于以问题探究驱动科学思维，通过不同介质燃料电池电极反应式书写培养模型建构能力，随堂演练分层次习题强化应用，结合环境危害思考渗透科学态度与责任，助力学生形成化学观念和自主学习能力。

长城高级中学课堂导学案（尖子、重点班） 编号：SXDXA-必修1--39 使用日期：2019-10-22 周二 编制人：王江娜 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 4.1.2化学电源 【学习目标】 1. 能说出电池的分类及特点 2. 能正确书写常见化学电源的反应方程式和电极反应式。 3. 了解电池的广泛应用及对环境危害，思考解决方法 【自主学习】 1.化学电源概述 (1)化学电源的分类 　　 是各种化学电源的雏形，常分为如下三类： ①一次电池：也叫作　　 ，放电后不可再充电的电池。 ②二次电池：又称　　 或　　 ，放电后可以再充电而反复使用的电池。 ③燃料电池：一种连续地将　　 和　　 的化学能直接转化为电能的化学电源。 2.一次电池 定义：一次电池是放电后不可再充电的电池。 碱性 锌锰 电池 负极材料：Zn 电极反应： 正极材料：碳棒 电极反应： 总反应：__Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2__ 锌银 电池 负极材料：Zn 电极反应： 正极材料：Ag2O 电极反应： 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 3.二次电池 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 （1）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 (1)构造 放电反应原理如下： 负极电极反应式是 ； 正极电极反应式是 . 【例题】已知铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4⇌2PbSO4+2H2O，下列说法不正确的是（ ） A．铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B．电池充电时，Pb板与电源负极相连 C．电池工作时，负极反应为Pb-2e-=Pb2+ D．电池工作时，H+移向PbO2板 （2）镍氢电池电极反应式H2 + 2NiOOH 2Ni(OH)2 电解质液为KOH溶液， 请写出的电极反应式 负极电极反应式是 ； 正极电极反应式是 . 【问题探究】燃料电池 1.写出氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应 介质 负极反应 正极反应 酸性 中性 碱性 熔融氧化物 熔融碳酸盐 2.写出常见的三种典型燃料电池的电极反应 名称 电解质 电极反应式和总反应 甲烷燃 料电池 KOH 正极(通O2)： 负极： 总反应： 甲醇燃 料电池 KOH 正极(通O2)： 负极： 总反应： 肼燃料 电池 KOH 正极(通O2)： 负极： 总反应： 3.氢氧燃料电池的能量利用率是100%，产物为水，不污染环境，对吗？ 4.尝试归纳燃料电池方程式的书写？ 【随堂演练】 1.熔融钠­硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。图中的电池反应为2Na＋xSNa2Sx (x＝5～3，难溶于熔融硫)。 下列说法错误的是(　　) A．Na2S4的电子式为Na＋[]2－Na＋ B.放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极 D.该电池是以Na­β­Al2O3为隔膜的二次电池 2.如图是甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。该电池负极发生的反应是(　　) A.CH3OH＋O2－2e－===H2O＋CO2＋2H＋ B.O2＋4H＋＋4e－===2H2O C.CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ D.O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 3.科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。以下判断错误的是(　　) A.电池正极发生的反应：O2＋4e－===2O2－ B.电池负极发生的反应：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O C.固体电解质里的O2－的移动方向：由正极移向负极 D.向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极) 4.在碱性锌锰电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。下列该电池的电极反应书写正确的是(　　) A.负极反应为Zn－2e－===Zn2＋ B.负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋ C.正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH) D.正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ 5.某航空站曾安装了一台MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，则下列推断中，正确的是(　　) A.正极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B.该电池的电极没有参加反应 C.电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4NA D.O2从正极通入，发生氧化反应 6.(双选)可用于电动汽车的铝­空气电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　) A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应式都为O2＋2H2O＋ 4e－===4OH－ B.以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应式为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3 C.以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变 D.电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极 7.新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，负极：Li－e－===Li＋。下列说法中正确的是(　　) A.充电时动力电池上标注“＋”的电极应与外接电源的正极相连 B.充电时电池反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 C.放电时电池内部Li＋向负极移动 D.放电时，在正极上Li＋得电子被还原 8.(1)今有反应2H2＋O22H2O，将其设计成燃料电池，则负极通入的应是________，正极通入的应是________，电极反应式分别为________________________________________________________________________。 (2)若把KOH改为H2SO4作电解质，则电极反应式为负极：__________________，正极：__________________。(1)、(2)的介质不同，反应后各溶液的pH变化依次为________、________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)若把H2改为CH4，KOH作电解质，则负极反应式为 高一数学第3页（共4 页）明德正己善思敏行高一数学第4页（共4 页） 2 学科网（北京）股份有限公司 $