高中 化学 必修 第二册 第六章 化学反应与能量《第一节 第2课时 化学反应与电能》教学设计.docx

第2课时化学反应与电能

[学习目标]1.设计实验认识构成原电池的条件。2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。3.了解原电池工作原理的应用。

任务一火力发电——化学能间接转化为电能

1．我国目前使用的电能主要来自火力发电，其次来自水力发电。

2．火力发电的原理

通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。

3．能量转换过程

化学能eq\o(―――→,\s\up7(燃料燃烧))热能eq\o(―――→,\s\up7(蒸汽轮机))机械能eq\o(―――→,\s\up7(发电机))电能，其中能量转换的关键是燃烧。

4．能量转化的关键及特点

关键

燃烧(氧化还原反应)

特点

能量利用率低，污染严重

[交流研讨]试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些。

提示：①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NOx、粉尘等)，污染环境。

1．近年来我国的火力发电量占比超过了70%，而火力发电量中“接近90%使用的是煤炭”。如图是燃煤电厂示意图。下列叙述不正确的是()

A．火力发电过程中能量主要转化的过程为化学能→热能→电能

B．用生锈铁屑处理烟囱排放废气中的CO

C．向燃煤中加入CaO能减少酸雨的形成

D．除尘器除尘利用了胶体的性质

答案：A

解析：A．火力发电是将化学能首先转化为热能，热能转化为机械能，然后转化为电能的过程，故A错误；B．在高温条件下，一氧化碳与铁锈中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故B正确；C．燃煤中加入CaO可以固硫，把硫元素最终转变为硫酸钙，减少二氧化硫的排放、减少酸雨的形成，故C正确；D．胶粒带电，静电除尘利用了胶体的电泳性质，故D正确；答案选A。

2．下列说法不正确的是()

A．火力发电用的煤是不可再生能源

B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源

C．电能是一种清洁、高效、便捷的一次能源

D．科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标

答案：C

解析：A．火力发电用的煤是化石能源，煤是不可再生能源，故A正确；B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源，故B正确；C．电能是一种清洁、高效、便捷的二次能源，故C错误；D．科学规划开发水电，能降低化石燃料的消耗，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标，故D正确；选C。

任务二原电池

【实验探究】

实验

装置

实验

现象

铜片：没有变化

锌片：逐渐溶解

铜片：有气泡产生

锌片：逐渐溶解

电流表：指针发生偏转

实验

结论

锌与稀硫酸反应产

生氢气，而铜不反应

导线中有电流通过，

反应过程中产生了电能

1.原电池

(1)概念：将化学能转化为电能的装置。

(2)本质：发生氧化还原反应。

2.原电池工作原理

电极名称

负极

正极

电极材料

锌片

铜片

电极反应

Zn－2e－===Zn2+

2H＋＋2e－===H2↑

反应类型

氧化反应

还原反应

电子流向

由Zn片沿导线流向Cu片

电流方向

由Cu片沿导线流向Zn片

总反应的离子方程式

Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑

[交流研讨1]结合上述实验和课本原电池原理示意图，分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向。

提示：电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子SOeq\o\al(2-,4)，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

3．原电池的构成条件

[交流研讨2](1)图1装置中的铜作什么电极？铜能否用锌代替？

提示：铜作正极。不能，若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。

(2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？

提示：不能，无自发进行的氧化还原反应。

(3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？

提示：不能，酒精是非电解质，不导电。

eq\a\vs4\al()

构成原电池的必要条件

1．一反应：自发的氧化还原反应可设计成原电池。

2．两极：两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电的非金属)电极。

3．一液：具有电解质溶液。

4．一回路：形成闭合回路。

1．(2024·儋州期末)下列各组材料中，不能组成原电池的是()

选项

A

B

C

D

两极材料

Zn片、石墨

Cu片，Ag片

Zn片、Cu片

Fe片、Cu片

电解质溶液

H2SO4溶液

AgNO3溶液

蔗糖溶液

稀盐酸

答案：C

解析：A．锌是活泼金属，石墨能导电，锌和硫酸能自发地发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故A不

符合题意；B．两