学生讲义 第二章 化学反应与能量变化 第二节 化学能与电能.doc

学生讲义 第二章 化学反应与能量变化 第二节 化学能与电能 重庆市铜梁中学校 左先群 【课程三维目标】 [知识与技能]：1、认识原电池的反应原理、构成及应用 2、认识化学能转变为电能的本质 3、认识常见的化学电源，了解燃料电池的工作原理 [过程与方法]： 实验论证、阅读（查阅资料）、比较、分析、讨论、信息处理、演绎归纳，培养抽象思维能力、从现象分析本质的能力 [情感与态度]：1、体验新科技对人类进步的贡献 2、感悟能源的价值，增强环保意识 【课前预习案】 1、能源的类型 教材39页资料卡片 教辅45页知识点1 细品教材 2、电能的优点、现代社会的电力来源、火力发电 3、原电池的定义、构成前提与条件 怎么确定一个装置是原电池装置？如何确定时间原电池的正负极？如何利用原电池判断金属活泼性的强弱？ 理解原电池反应的相关计算 尝试书写原电池的正、负电极反应式，找找正、负电极反应式与原电池中总反应式的关系；尝试依据一个氧化还原反应来设计原电池 4、了解、阅读教材42页~44页的发展中的化学电源 【课内探究案】 原电池 ㈠定义： ㈡原理 1、构成前提 2、构成条件 以上几点见下页原电池知识总览表 3、电极 (以稀H2SO4溶液为电解质溶液) 的判断——电子只能沿导线传递 电极的确定可以看：组成材料的活泼性、电子（得失）流向、溶液中离子定向移动的方向、反应类型、电极上发生的现象（负极通常变细、正极上有气泡逸出或变粗）等 强调：在一些特殊条件下，电极的判断不仅要看电极材料，还要看电解质溶液。 如①(－)Mg | 稀H2SO4(aq) | Al(＋) ②(－)Al | NaOH(aq) | Mg(＋) ③(－)Al | NaOH(aq) | Cu(＋) ④(－)Cu | 浓HNO3(aq) | Al(＋) ㈢怎么写原电池的电极反应式——关键是理解反应原理 确定正、负极和反应的物质 注意守恒(原子守恒、电子得失守恒)关系——①电极反应式中的原子一定要守恒 ②正、负极电极方程式中的得失电子数一定要相等 看电解质溶液中的离子是否参与反应 发生的自发反应的本质是不变的，只是看反应生成的微粒在电解质溶液（酸性、中性或碱性）中的存在形式。 例如：⑴Zn2＋在酸性溶液中就只是Zn2＋，在碱性溶液中则必须与OH－结合生成Zn(OH)2。 ⑵H＋在酸性溶液中就只是H＋，在碱性溶液中则必须与OH－结合生成H2O。 ⑶O2－在酸性溶液中只能结合H＋以H2O的形式存在，在碱性溶液中只能结合H2O以OH－的形式存在，在熔融氧化物电池中就直接以O2－形式存在 4、通常用离子方程式表示——弱电解质要写化学式。 ㈣有关原电池的计算——只抓电子得失守恒即可（教辅47页资料备选） 原电池知识总览表 知识要点 实例 概念 将化学能转变为电能的装置 电解质溶液为稀硫酸 原理 使氧化还原反应中电子转移作定向移动，从而形成电流 实质 化学能转变为电能 构成前提 能自发发生的氧化还原反应 (负极与电解质溶液之间的反应) 构成条件 ①两种活动性不同的金属(或能导电的非金属或能导电的金属氧化物)相连 ②电解质(水溶液或熔融状态可导电) ③形成闭合回路(两极一液一连线)2SO4为电解质溶液)： 正极：较不活泼的金属(或能导电的非金属、金属氧化物) 负极：较活泼的金属 Zn——负极 Cu——正极 【课堂强化训练】教辅46页例2 电极反应 负极：失去电子，发生氧化反应 正极：得到电子，发生还原反应 负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极：2H+-2e-=H2↑（还原反应） 电荷(电子)流向 (e－) 负极沿导线流向正极 (e－)由Zn流出，经导线到Cu 电流 流向 (I) 正极沿导线流向负极 (I) 由Cu流出，经导线到Zn 电解质溶液内部离子的移动方向 阴离子移向负极，阳离子移向正极 阴离子SO4－、(OH－)移向Zn极 阳离子H＋、Zn2＋移向Cu极 电极反应式与总反应式的关系 两个电极反应式相加，即得反应总式 (总反应式－负极反应式=正极反应式 总反应式－正极反应式=负极反应式) Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ 重要应用 ①抗金属的电化腐蚀(金属防腐蚀) ②实用电池(设计新电池) ③加快氧化还原反应的速率 ④比较金属的活泼性，但必须用稀硫酸作电解质溶液(教辅47页例3) ①船体吃水线下放Zn ②干电池、充电电池、燃料电池 ③用粗锌代替纯Zn制H2、生铁比纯铁更易腐蚀等 ④负极为活泼性强的金属 补充知识 二、金属的腐蚀 1、金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为阳离子，金属发生氧化反应 2、金属腐蚀的类型 ⑴化学腐蚀和