认识生活中的化学电源课件高一下学期化学人教版.pptx

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。

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

③NH4Cl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

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

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-=Zn2+

正极（石墨）：2H++2e-=H2↑

总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑

负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+

正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu

总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu

书写电极反应式的原则

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＋ne－＝还原产物”

负极：找出还原剂及氧化产物

写出“还原剂－ne－＝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