第2节化学能与电能
第二课时发展中的化学电源
学习目标
核心素养
1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2．能正确书写简单化学电源的电极反应式。
3．了解研制新型电池的重要性。1.宏观辨识与微观探析：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。
2．模型认知：能利用原电池工作原理分析常见简单的化学电源。
一、干电池
1．锌锰电池
2．碱性锌锰电池
将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上做了改进。
二、充电电池
充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
1．铅蓄电池
2．镍镉电池
正极材料为NiO(OH)，负极材料为Cd，电解质为KOH。
3．锂离子电池
新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。
三、燃料电池
1．原理
利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。
2．与其他电池的区别
反应物由外设装备提供，如燃料和氧化剂等。
1．正误判断
(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细( )
(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能( )
(3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化( )
(4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅( )
[答案] (1)×(2)×(3)√(4)×
2．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是( )
A．碱性锌锰电池
B．手机用锂电池
C．汽车用铅蓄电池
D．玩具用镍氢电池
[答案] A
3．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
[答案] B
4．人造卫星常用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，据此判断氧化银是( )
A．负极，被氧化B．正极，被还原
C．负极，被还原D．正极，被氧化
[解析] 由电极反应式可知，Ag2O得电子，发生还原反应，做原电池的正极。
[答案] B
知识点一发展中的化学电源
1.废旧电池中的镉、镍、汞、铅等重金属阳离子会对土壤和水造成污染，因此，要回收处理。
2．二次电池可循环使用，但充、放电次数仍有限制，有一定的使用寿命。
3．燃料电池的燃料可随时添加，电池可持续放电，这是其他电池无法比拟的。
4．常见的燃料电池
常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。燃料电池的正极反应物一般为氧气。电解质不同，电极反应就不同，如氢氧燃料电池以强碱溶液为电解质，其放电原理为负极(H2)反应式：2H2－4e－＋4OH－===4H2O(氧化反应)
正极(O2)反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)
电池总反应式：2H2＋O2===2H2O
氢氧燃料电池以酸为电解质，其放电原理为
负极(H2)反应式：2H2－4e－===4H＋(氧化反应)
正极(O2)反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(还原反应)
电池总反应式：2H2＋O2===2H2O
5．几种电池的特点
名称
干电池
(一次电池)
充电电池
(二次电池)
燃料电池
特点①活性物质(发生氧
化还原反应的物质)
消耗到一定程度后，
①放电后可再充
电使活性物质获
得再生
①电极本身不包含活
性物质，只是一个催化
转换元件
不能再使用
②电解质溶液为胶状，不流动②可以多次充
电，重复使用
②工作时，燃料和氧化
剂连续地由外部供给，
在电极上不断地进行
反应，生成物不断地被
排出
举例
普通的锌锰电池、碱
性锌锰电池、银锌电
池等
铅蓄电池、锂电
池、镍镉电池等
氢氧燃料电池、CH4
燃料电池、CH3OH燃
料电池等
【典例1】汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池
反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是( )
A．Pb是正极
B．PbO2得电子，被氧化
C．负极反应是Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4
D．电池放电时，溶液的酸性增强
[思路启迪] 分析化学电池的相关题目时，首先从总反应方程中准确判断出各元素的化合价变化，然后依据原电池的工作原理确定电极及电极反应式。
[解析] 从铅蓄电池的放电反应可以看出：放电过程中Pb失去电子变为Pb2＋，发生氧化反应，因而Pb是负极；PbO2得到电子发生还原反应，被还原；反应过程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性减弱。
[答案] C
从电极反应认识化学电池类型
(1)活泼金属作负极，被腐蚀或消耗，发生氧化反应，如锌锰干电池。
(2)两电极都参加反应，如铅蓄电池。
(3)两电极均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如燃料电池。
(4)二次电池的放电、充电是相反的过程，如铅蓄电池放电时，Pb电极上发生氧化反应，充电时Pb电极上发生还原反应，PbO2电极亦是如此。
[针对训练1] 下列电池工作时，O2在正极得电子的是( )
[解析] 氢氧燃料电池中O2在正极得电子。
[答案] C
知识点二电极反应式的书写
1.原电池中电极反应式的书写
(1)负极反应式的书写
①活泼金属作负极时，电极本身被氧化：
a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如：
Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。
b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式。如Mg－Al( KOH)原电池，负极反应式为Al－－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4。
②负极本身不反应时，常见书写方法为：
氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－===2H＋。
氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为
H2－2e－＋2OH－===2H2O。
(2)正极反应式的书写
①首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒；
②其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。
如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
铅蓄电池正极反应式：
PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O。
2．充电电池电极反应式的书写方法
(1)先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。
(2)写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)。
(3)在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
3．书写原电池电极反应式时注意的问题
(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。
(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。
(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。
【典例2】 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn
＋2K 2FeO 4＋8H 2O ????放电充电
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH 。请回答下列问题：
(1)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，则正极反应式为____________________________________________ _______________________________________________________。
(2)放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
[解析] 根据高铁电池放电时总反应方程式可知，Zn 为负极，负极电极反应式为Zn －2e －＋2OH －===Zn(OH)2，由电池的总反应
方程式－负极反应式＝正极反应式可知，正极反应式为FeO 2－4＋3e
－＋4H 2O===Fe(OH)3＋5OH －，正极区生成OH －且消耗水，OH －浓度增大，故正极附近溶液的碱性增强。
[答案] (1)还原 FeO 2－4＋3e －＋4H 2O===Fe(OH)3＋5OH －
(2)正
解决此类二次电池的题目时，首先分析总反应方程式中的化合价变化，再结合原电池的反应实质确定出正、负极的物质，最后分析题干信息确定电解质溶液的环境，利用各种守恒关系推写出电极反应式。
[针对训练2] 据媒体报道，以氢氧燃料电池为动力的公交车在北京试运行。质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H ＋。下列对该燃料电池的描述中正确的是 ( )
①正极反应为O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O
②负极反应为2H 2－4e －===4H ＋
③总的化学反应为2H 2＋O 2=====点燃2H 2O
④氢离子通过电解质向正极移动
A ．①②③
B ．②③④
C ．①②④
D ．①②③④
[解析] 本题考查了原电池的基本原理，包括燃料电池的电极反应、总反应及电解液中离子的移动等相关理论。通过分析，③反应条
件是点燃，显然是错误的，其余各项均正确。
[答案] C
1．下列关于化学电源的说法正确的是( )
A．干电池放电之后还能再充电
B．充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能
C．充电电池可以无限制地反复放电、充电
D．氢氧燃料电池是一种环境友好电池
[解析] A项，干电池是一次性电池，放电之后不能再充电，A 错误；B项，充电电池在放电时化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能，B错误；C项，充电电池不能无限制地反复放电、充电，C错误；D项，氢氧燃料电池的生成物是水，是一种环境友好电池，D正确。
[答案] D
2．镍—镉(Ni—Cd)可充电电池可以发生如下反应：
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2????充电放电
Cd ＋2NiO(OH) ＋2H 2O ，由此可知，该电池的负极材料是 ( )
A ．Cd
B ．NiO(OH)
C ．Cd(OH)2
D ．Ni(OH)2
[解析] 放电时，元素化合价升高失电子的物质为负极材料。
[答案] A
3．燃料电池是燃料(如CO 、H 2、CH 4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是 ( )
A ．负极反应式：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －
B ．负极反应式：CH 4＋8OH －－8e －===CO 2＋6H 2O
C ．随着放电的进行，溶液的氢氧根离子浓度不变
D ．放电时溶液中的阴离子向负极移动
[解析] O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳
酸根。所以负极反应式为CH 4＋10OH －－8e －===CO 2－3＋7H 2O 。
由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c (OH －)将减小。
[答案] D
4．发光二极管简称LED( Light Emitting Diode)，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED 灯发光的装置。下列说法错误的是( )
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
[解析] A项，原电池把化学能转化为电能，电能又转化为光能，即装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，A正确，B项，锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，溶液中的H＋在正极放电，即铜片上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑，B正确；C项，如果将硫酸换成柠檬汁，仍然可以构成原电池，导线中仍会有电子流动，C错误；D项，如果将锌片换成铁片，仍然是铜作正极，铁作负极，即电路中的电流方向不变，D正确。
[答案] C
5．某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极。
(1)使用时，空气从________(填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，a极的电极反应式为___________________________________________________________ _______________________________________________________。
(3)放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
[解析] 由电子流动方向可知a为负极，b为正极，空气应从B 口通入，容易写出总反应式和正极反应式，两者相减得出负极反应式。空气中的O2在正极反应生成OH－，故此极附近溶液碱性增强。
[答案] (1)B (2)CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O (3)正
课后作业(十)
[基础巩固]
一、常见的化学电源
1．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
[解析] 电池中电子由负极流向正极，B项应从Zn电极流向Cu 电极。
[答案] B
2．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想将其变废为宝，以下他的想法你认为不正确的是( )
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B．碳棒取出洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用
[解析] 虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。
[答案] D
3．微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn ＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH －，根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是( )
A．使用过程中，溶液中的OH－向Ag2O极移动
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
[解析] 银锌电池中锌为负极，Ag2O为正极，C项正确；OH－向负极移动，即向Zn极移动，A项错误；原电池中电子由负极流向正极，B项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项错误。
[答案] C
4．最早使用的化学电池是锌锰电池，即大家熟悉的干电池，其结构如图所示。
尽管这种电池的历史悠久，但对于它的化学过程人们尚未完全了解。一般认为，放电时，电池中的反应如下：
E极：2MnO2＋2e－＋2NH＋4===Mn2O3＋H2O＋2NH3↑
F极：Zn－2e－===Zn2＋
总反应式：2MnO2＋Zn＋2NH＋4===Mn2O3＋Zn2＋＋2NH3↑＋H2O
下列说法正确的是( )
A．E极是电池的正极，发生的是氧化反应
B．F极是电池的负极，发生的是氧化反应
C．从结构上分析，锌锰电池应属于可充电电池
D．锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的
[解析] E极发生还原反应，应为电池的正极，F极发生氧化反应，为电池的负极。干电池中反应不可逆，故不属于可充电电池。
[答案] B
5．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，电池放电时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列对电池放电时的分析正确的是( )
A．负极质量减小
B．电子从PbO2流向外电路
C．SO2－4向PbO2处移动
D．电解质溶液pH不断增大
[解析] 根据元素化合价变化知，铅失电子作还原剂而被氧化，则铅作负极，但反应后Pb2＋结合SO2－4生成难溶的PbSO4附着在负极表面使负极质量增加，故A错误；该原电池中，铅失电子作负极，二氧化铅得电子作正极，导致电子从铅沿导线流向正极二氧化铅，故B错误；该原电池放电时，硫酸根离子向负极铅移动，氢离子向正极二氧化铅移动，故C错误；根据电池反应式知，硫酸参加反应，则溶液中氢离子浓度逐渐减小，溶液的pH逐渐增大，故D正确。
[答案] D
6．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是( )
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H2＋O2===2H2O
[解析] 燃料电池是将化学能转化为电能，A项不正确；a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项不正确；外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极b，C项不正确。
[答案] D
二、新型化学电源
7．镍氢电池的总反应式是H2＋2NiO(OH)===2Ni(OH)2，根据此反应式判断，此电池放电时，负极上发生反应的物质是( ) A．H2B．Ni(OH)2
C．NiO(OH) D．H2和NiO(OH)
[解析] 由方程式可知，H2中H元素化合价升高，被氧化，在原电池负极发生氧化反应，则H2为原电池的负极。
[答案] A
8．鱼雷采用Al—Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解液，电池反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH===6Ag＋2KAlO2＋H2O，下列说法错误的是( )
A．Ag2O为电池的正极
B．Al在电池反应中被氧化
C．电子由Ag2O极经外电路流向Al极
D．溶液中的OH－向Al极迁移
[解析] A项，根据原电池工作原理，化合价升高，失电子的作负极，即铝单质作负极，则Ag2O做电池的正极，正确；B项，根据电池总反应，铝的化合价升高，被氧化，正确；C项，根据原电池工作原理，外电路电子从负极流向正极，由铝流向氧化银，错误；D项，根据原电池工作原理，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即OH－移向铝极，正确。
[答案] C
9．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )
A. Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO－2
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
[解析] 由总反应L0i＋M＋4nO2===L＋1i M＋3nO2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－===MnO－2。
[答案] B
10．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即产生电流，称为甲烷燃料电池。已知甲烷燃料电池两个电极上的反应分别为CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O,2O2＋8e －＋4H2O===8OH－。下列有关说法中错误的是( ) A．CH4在负极上反应，O2在正极上反应
B．放电过程中电解质溶液的碱性减弱
C．此电池属于环境友好型电池
D．此电池中化学能100%转化为电能
[解析] A项，CH4燃料电池中，燃料失电子发生氧化反应，所以CH4在负极上反应，氧气得电子发生还原反应，所以O2在正极上反应，正确；B项，根据电池总反应CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O知，OH－参加反应，所以溶液中OH－浓度降低，溶液的碱性减弱，正确；C项，该电池放电时不产生对环境有污染的物质，所以属于环境友好型电池，正确；D项，此电池中化学能转化为电能和少量热能，错误。
[答案] D
[能力提升]
11．下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是( )
A．氢氧燃料电池中OH－向b极移动
B．该装置中只涉及两种形式的能量转化
C．电池正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．P—型半导体连接电池负极
[解析] 由电子流向可知a为负极，b为正极，氢氧燃料电池中OH－移向负极，即向a极移动，A错误；该装置中涉及的能量转化形式有：化学能转化为电能，电能转化为光能和热能，B错误；b处通入氧气，b为电池正极，发生还原反应，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C正确；P—型半导体连接电池正极，D错误。
[答案] C
12．镁—空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为2Mg ＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。有关该电池的说法正确的是( )
A．通入氧气的电极为负极
B．电池工作时，溶液中的Na＋由负极移向正极
C．负极的电极反应为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2
D．当电路中转移0.04 mol电子时，参加反应的O2体积为224 mL
[解析] 氧气在正极发生还原反应，所以通入氧气的电极为正极，故A项错误；原电池中阴离子向负极移动，所以溶液中的OH－由正极移向负极，Na＋不能通过阴离子交换膜，故B项错误；负极镁失电子变成镁离子，与正极移过来的氢氧根离子结合生成氢氧化镁，所以电极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，故C项正确；未注明是否为标准状况，无法确定氧气的体积，故D项错误。
[答案] C
13．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是负极②海水是电解质溶液③铝合金电极发生还原反应
A．①②B．②③C．①③D．①②③
[解析] 活泼的一极为负极，即为铝合金，①对。电极在海水中，故海水为电解质溶液，②对。③铝合金为负极，发生氧化反应。
[答案] A
14．电子表和电子计算器中所用的是纽扣式的微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。
(1)工作时电流从________________(填“Ag2O”或“Zn”，下同)极流向________极。
化学能与电能 【学习目标】： 1、知识与技能目标： (1)．获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。 (2)．形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。 2、过程与方法目标： (1)．经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 (2)．能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。 3、情感态度价值观： (1)．发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘。 (2)．关注能源问题，逐步形成正确的能源观。 【学习重难点】： 重点：初步认识原电池概念、原理、构成及应用；认识化学能转化为电能对现代化的重大意义。 难点：通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。 【学习过程】 【资料卡片】：热电厂生产的过程 利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。中国煤炭的44％用来发电。中国煤炭特点是高硫、高灰分且难洗选煤的比重较大，从1980年到1996年，烟 - 1 -
尘排放量基本持平，SO2排放量呈上升的趋势，氮氧化物排放总量得到一定的控制。火电厂冲灰水、灰渣排放量现已彻底解决。 【合作探究】火电站中，从开始到结束能量是怎样转化的？火力发电利与弊？能否将化学能直接转化为电能？ 一、化学能直接转化为电能的原理与装置 【学生活动】阅读课本P40内容，思考问题：氧化剂和还原剂之间电子是怎样转移的？能量又是怎样转化的？ 【实验探究】１、探究Cu-Zn原电池原理实验： 【问题与讨论】（1） （3）在实验④和实验⑤中，用化学反应方程式表示出氧化反应、还原反应。 Zn片：反应 Cu片：反应 总的离子反应： 【思考交流】 1、原电池概念： - 1 -
2020年高中化学必修2教学案及练习全册 精编版
必修2 教学案(全册按课时) 带答案 第一章第一节元素周期表（第一课时） 学习目标：1、掌握元素周期表的结构 2、理解原子结构与元素周期表的关系 基础知识：一、元素周期表 （一）元素周期表的结构 1、周期：元素周期表共有个横行，每一横行称为一个， 故元素周期表共有个周期 ①周期序数与电子层数的关系： ②周期的分类 元素周期表中，我们把1、2、3周期称为，周期其期称为长周期，第周期称为不完全周期，因为一直有未知元素在发现。 2、族：元素周期表共有个纵行，除了三个纵行称为Ⅷ外，其余的每一个纵行称为一个，故元素周期表共有个族。族的序号一般用罗马数字表示。 ①族的分类 元素周期表中，我们把个纵行共分为个族，其中个主族，个副族，一个族，一个族。 a、主族：由元素和元素共同构成的族， 用A表示：ⅠA、_______________________________________________________ b、副族：完全由元素构成的族，用B表示： ⅠB、_______________________________________________________________ c、第Ⅷ族：三个纵行 d、零族：第纵行，即稀有气体元素 ②主族序数与最外层电子数的关系： ③族的别称 ⅠA称为元素ⅡA称为元素 ⅦA称为元素零族称为元素 自主探究： （06广东高考）同主族两种原子的核外电子数的差值可能为（）A、6 B、12 C、26 D、30 还有哪些可能性？ ________________________________________________________________________ 自我测试： 1．有人认为在元素周期表中，位于ⅠA族的氢元素，也可以放在ⅦA族，下列物质能支持这种观点的是（） A．HF B．H3O＋C．NaH D．H2O2
第二节化学能与电能 (第1课时) 一、三维目标 知识与技能 1、获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完 成化学能与电能转化的化学实验。 2、形成原电池的概念，探究构成原电池的条件 过程与方法 1、经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基 本方法，提高科学探究的能力 2、能对自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自己学习 化学的能力。 情感态度与价值观 1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化电能的奥秘体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学 世界的奇妙与和谐。 2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。 二、教学重点 原电池的概念与构成条件 三、教学难点 用己经学过的有关知识探究化学能与电能的条件和装置 四、教学过程 [引入]在化学反应中，物质中的化学能的变化通常表现为热量的变化，即化学能转变为热能。那么，物质中的化学能能不能转化为电能呢？请同学们阅读教材中火力发电站工作原理示意图，简要说明火力发电站的工作原理。 [板书]第二节化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化 [学生]火力发电是通过化石燃料的燃烧，使化学能转变为电能，加热水使之汽化为蒸汽以推动汽轮机，
然后带动发电机发电。 [板书]化学能→热能→机械能→电能 [讲述]从上面的分析我们可以看出，火力发电的过程中能量的转化还是比较复杂的，化学能首先要转人为热能，热能再转化为机械能，机械能最后再转化为电能，由于在能量转化过程中，每一过程都有能量损失，过程越复杂能量损失越多，所以我们说火力发电过程中化学能转化为电能效率还是比较低的。 [设问]如何克服这一问题呢？由于火力发电过程比较多，造成能量转化效率比较低，如果我们能设计一种装置能够将化学能直接转化为电能，那么化学能转化为电能的效率一定是很高的。下面我们就来探究这种装置，即把化学能直接转化为电能的装置。 [老师]在火力发电中，燃烧是使化学能转化为电能的关键。同学们想一想，我们学过的燃烧反应是氧化还原反应还是非氧化还原反应？ [学生]都是氧化还原反应 [老师]氧化还原反应的本质是什么？ [学生]电子的转移 [老师]在氧化还原反应中电子是如何转移的？ [学生]是还原剂把电子转移给氧化剂 [老师]由于在氧化还原反应中，还原剂是把电子直接转移给氧化剂的，因此不会形成电流，同学们设想一下，如果我们将还原剂和氧化剂中间用一段导线连接起来，使还原剂失去的电子经过导线给氧化剂，在导线上能不能产生电流呢？ [学生]能产生电流 [老师]请同学们来看一个实验。 [实验]将锌片和铜片用导线连接起来，平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线中间接入一个电流表。 [现象]锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表发生了偏转。 [老师]电流表发生了偏转，说明在导线中产生了电流，同学们想一想，这个电流是如何产生的？ [学生]由于锌和铜的活动性不同，锌容易失去电子，被氧化成锌离子进入溶液，电子由锌片经过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片上获得电子被还原成氢原子，两个氢原子再结合成氢气分子，从铜片上逸出。 [老师]这一过程我们可以表示为：
《化学能与电能》说课稿 辽宁师范大学附属中学刘健华 今天我说课的内容是新课程人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》（第一课时），以下我从四个方面加以阐述。 一、说教材 1、在教材中的地位和作用 化学能与电能属于化学原理范畴，是化学学科的重要原理性知识之一，也是对氧化还原反应原理本质的拓展和应用。初中化学初步学习了“化学与能源”，在选修模块④将系统深入地学习化学反应与能量。本节课既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修奠定必要的基础。起到承前启后的作用。 2、“三维”目标的确定和依据 （1）知识与技能： ①理解并掌握原电池原理。 ②通过实验提高学生设计能力、观察能力、动手能力及思维能力。 （2）过程与方法： ①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池概念，理解和掌握原电池原理。 ②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。 （3）情感态度与价值观： ①通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。 ②体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。 3、重点、难点的确立 重点：原电池的反应原理、构成条件。 难点：原电池的原理和电极反应式的书写。 二、说教法 1、实验探究法 本节在学习原电池的概念和原理时，实验探究过程可以表示为： 在分析原电池的组成时，实验探究过程如下： 实验探究法的选择意在落实新课改“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的改变，培养学生的创新精神和实践能力”的基本理念。 2、指导发现式 本节课从科学史的引入到实验探究，再到归纳整理得出结论。整个教学过程中学生的活动都是在教师不断创设问题情境和指导之下完成的，教师的引导帮助学生尽可能排除失败和无效学习。 本节课中原电池中的微观粒子（电子和离子）的运动状况作为难点，我借助两种手段来突破。一是利用灵敏电流计判断电子的运动方向，二是借助电脑动画模拟演示电解质溶液中离子的运动情况。变抽象为具体，帮助学生突破这一难点。
第二章第二节化学能与电能 一、选择题 1．对于锌、铜、稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上两极变化是( ) ①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出1 g H2④铜片上析出1 mol H2 A．①③B．①④C．②③D．②④ 答案 A 解析锌、铜、稀硫酸组成的原电池的电极反应为 负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。 则计算关系式为 Zn ～2e－～H2 1 mol 2 mol 1 mol 0．5 mol 1 mol 0.5 mol m(Zn)＝0.5 mol×65 g·mol－1＝32.5 g，m(H )＝0.5 mol×2 g·mol－ 2 1＝1 g。 2．下列关于实验现象的描述不正确的是( ) A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加 C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 答案 C 解析A项，铜片和铁片紧靠并浸入稀硫酸中，H＋在铜片上获得电子，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，铜片表面出现气泡，正确；B项，锌片作负极，铜片作正极，铜上发生Cu2＋＋2e－===Cu，生成的Cu在铜片上析出使其质量增加，正确；C项，铜片插入FeCl3溶液中，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，并没有单质铁析出，错误；D项，向盛有锌粒和盐酸的试管中，滴入几滴CuCl2溶液，发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的Cu、剩余的Zn与盐酸构成了原电池，可观察到气泡放出速率加快。
—－可编辑修改，可打印—— 别找了你想要的都有！ 精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——
全力满足教学需求，真实规划教学环节 最新全面教学资源，打造完美教学模式 第一章第一节原子结构（一） 【学习目标】 1.认识原子核的结构，懂得质量数和A Z X的含义。 2.掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。 3.知道元素、核素、同位素的含义。 【重点难点】A Z X的含义和元素、核素、同位素的关系 【自主学习案】P2-3 1.原子是构成物质的一种基本微粒，、、、都与有关。 2.原子是由和构成的，原子核是由和构成的，其中带正电荷，而不带电，它们依靠一种特殊的力结合在一起。 【交流研讨】 讨论：据表中的数据讨论下列问题 （1）在原子中，质子数、核电荷数、核外电子数之间存在什么关系？ （2）原子的质量由哪些微粒决定？
（3）忽略电子质量，原子的相对质量与质子数、中子数有什么关系？ 【技能归纳】 一、原子结构 1.原子的结构 2.质量数 （1）概念： （2）关系式：原子中: 核电荷数（Z ）＝ ＝ 质量数（A ）＝ （ ）＋ （ ） 3.原子结构的表示方法： A Z X 【思考】①阳离子中A Z X n ＋： 核外电子数＝ 质量数（A ）＝ ＋ 相对质量约为 质子的数目决定 中子不带电 相对质量约为 决定 元素的不同原子，影响原子的质量 围绕原子核做高速运动 每个电子带 电荷 相对质量为一个质子（中子）的1/1836 核外电子层排布：最外层电子数目决定 每个质子带 电荷
②阴离子中A Z X m－：核外电子数＝ 质量数＝＋ 【迁移应用】 1、道尔顿的原子学说曾经起了很大作用，其内容包含了下列三个结论：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的性质和质量相同；③原子是微小的实心球体。从现代观点看，你认为三个结论中不正确的是（） A ③ B ①③ C ②③ D ①②③ 2、自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出原子假说以来，人类对原子结构的研究不断深入、不断发展，通过实验事实不断丰富、完善原子结构理论。请判断下列关于原子结构的说法正确的是A 所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒 B 所有的原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒的个数都是相等的 C 原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引 D 原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒 3、据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡22286Rn,从而对人体产生伤害。该同位素原子的中子数和质子数之差是（） A 136 B 50 C 86 D 222 4、某粒子含有6个质子，7个中子，电荷为0，则它的化学符号是（） A．136Al B．137 Al C．13 6 C D．13 7C 5、对于A ZX和A+1 ZX+ 两种粒子，下列叙述正确的是（） A．质子数一定相同，质量数和中子数一定不同B．化学性质几乎相同 C．一定都由质子、中子、电子构成D．核电荷数，核外电子数一定相同 【自主学习】P4-5 【技能归纳】 二、元素、核素、同位素
第二节化学能与电能 第1课时化学能转化为电能 一、能源的分类 1．一次能源：直接从自然界取得的能源。 2．二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源。 二、化学能转化为电能 1．化学能通过燃烧转化为电能——火电 (1)能量转化过程： 化学能――→ 燃烧 热能――→ 蒸汽 机械能――→ 发电机 电能 (2)能量转化的关键步骤： 燃烧(氧化还原反应)是化学能转化为电能的关键。 2．原电池 (1)实验探究 实验装置 实验现象 铜片：有气泡逸出 锌片：溶解 电流表：指针发生偏转 结论有电流产生，装置中化学能转化为电能 (2) (3)工作原理：锌失去电子，作负极，发生的反应为氧化反应，电子通过导线流向铜片，溶液中的H＋在Cu片上得电子生成H2，铜片作正极，发生的反应为还原反应。 (4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 (5)原电池的构成条件 ①具有活动性不同的两个电极； ②能自发进行的氧化还原反应； ③电极间形成闭合回路； ④电解质溶液。
(6)原电池的正、负极判断 负极正极 电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属 电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子 定向移动方向 阴离子移向的极阳离子移向的极发生的反应氧化反应还原反应 反应现象电极溶解电极增重或有气泡 放出 知识点一一次能源与二次能源 1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是() A．天然气是二次能源B．石油是二次能源 C．电能是一次能源D．水力是一次能源 2．下列叙述不正确的是() A．根据一次能源和二次能源的划分标准，氢气为二次能源 B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 知识点二原电池的构成 3．下列装置能构成原电池的是() 4．某原电池工作时总的反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的组成可能是() A．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液 B．Cu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液
化学能与电能 [本节学习目标] 1.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。 2.能以铜锌原电池为例，认识原电池的概念、组成、简单分析原电池的工作原理及应用。 3．会判断原电池的正负极和电子的流向。 4. 能够书写简单的电极反应式。 5.了解几种常见的电池，认识化学能转化为电能对现代化的重大意义。 6．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 重点：原电池装置工作原理及构成条件 [知识要点梳理] 知识点1：原电池 要点诠释：1.化学能与电能的转化： 化学能可以转变为电能，但只有释放能量的氧化还原反应才可能通过原电池实现化学能和电能的转化，并非所有释放能量的化学反应均能通过原电池实现和电能的转化。 2.原电池概念：借助于氧化还原反应将化学能转变为电能的装置。 3.原电池的结构： （1）两种活泼性不同的金属（或金属与非金属单质）作电极 （2）电极材料插入电解质溶液中 （3）两极相连构成闭合回路 （4）在电极上能自动发生氧化还原反应 4. 原电池的工作原理： 一般的氧化还原反应是还原剂把电子直接转移给氧化剂，如：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中锌把电子直接转移给硫酸；原电池装置是把氧化还原反应的氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行，通过外接导线使电子从还原剂区域流向氧化剂区域，从而在外电路形成电流。 原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示： 电极总反应：Zn + 2H+=H2↑ + Zn2+ 电子由负极（发生氧化反应的极）流出，经过外电路流向另一极（多为不活泼电极，离子或物质在该极上得电子，发生还原反应）正极，同时溶液中的阴、阳离子不断移向负极、正极，构成闭合电路。 说明：正极的作用是导体，它不参与化学反应。负极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是导体又是负极反应物，有的原电池的负极的作用是导体，它不参与化学反应。 知识点三：原电池化学反应的表示方法
《化学能与电能》(第2课时)探究式教学是以自主探究为主的教学。它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主探究或合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的一种教学形式。学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流，以自我获取，自我求证的方式深化知识的理解和运用。从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。其中认知目标涉及与学科相关知识、概念、原理与能力的掌握；情感目标注重科学素养与道德品质的培养。 ◆教材分析 本节融合了(1)氧化还原反应(2)能量的转换(3)原电池原理的应用(4)电解质溶液、金属的活泼性(5)物理中的电学等知识。并彼此结合、渗透。通过本节课的学习，学生将会形成一个氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，物质的量有关计算等知识联系起来的知识网络。对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有重要的理论意义和现实意义。 ◆思路分析 在教学过程中重点是通过铜锌电池实验的分析使学生理解原电池的工作原理，和通过学生自己动手进行实验探究来总结原电池的形成条件。并且难点是通过铜锌电池实验的分析让学生理解原电池的工作原理。原电池是对金属与电解质溶液知识的结合。通过学生学习要求达到对有关“电解质溶液的酸碱性、化学反应的能量变化、氧化还原反应、金属的性质及活动强弱比较”等知识的整和。从学生认知发展的需要分析，学生达到由认识纯金属的性质到认识不纯金属的性质的要求。在此前学习的是纯金属的性质，日常生活中接触的金属制品都是不纯金属成合金，如何解释常温下金属制品生锈的现象呢？通过本节学习学生实现书本知识与生活实践的结合，再由生活实践的感性认识向书本知识的认识的飞跃，提高学生关注自然，社会和生活现象的热情。 ◆教学目标 【知识与技能】 1、复习原电池原理； 2、掌握简单的电极反应的书写；
第一章物质结构元素周期律 第二节元素周期律 第2课时元素周期表和元素周期律的应用 学习目标 1.掌握元素性质的递变规律。 2.掌握元素周期表的应用。 学习过程 【复习回顾】 1.以第三周期为例，说明原子结构的变化规律? 2.通过原子结构核外电子排布的变化规律，预测第三周期元素金属性、非金属性强弱的变化规律。 一、同周期元素性质的变化规律 【实验探究】 根据所给药品:面积相同的镁条和铝条，金属钠，酚酞溶液，MgCl2溶液，盐酸(1 mol·L-1)，NaOH溶液，AlCl3溶液，蒸馏水，自己设计实验证明钠、镁、铝金属性的强弱。(先向老师展示自己的实验方案后再做实验。) 实验一:金属和水反应 实验步骤: 实验现象: 实验结论: 实验二:金属和酸反应 实验步骤: 实验现象: 实验结论: 实验三:碱性强弱比较 实验步骤: 实验现象: 实验结论: 结论: 【思考交流】 阅读课本P16第3个表格，探究硅、磷、硫、氯非金属性强弱。 结论: 小结:同周期元素，从左到右，金属性逐渐，非金属性逐渐。 元素的原子结构元素在周期表中的位置，而元素在周期表中的位置又了元素的原子结构，元素的原子结构了元素的化学性质，而元素的化学性质又了元素的原子结构，同样，知道元素在周期表中的位置也可以确定元素的化学性质，元素的化学性质也可以反映出元素在周期表中的位置。 二、元素周期表的应用 1.在自然科学方面:元素周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构
与元素周期表有密切关系，元素周期表为发展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论，甚至为指导新元素的合成，预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和元素周期表在自然科学的许多部门，都是重要工具。 2.在生产中的某些应用。 (1)农药多数是含等元素的化合物。 (2)半导体材料都是周期表里的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。 (3)催化剂的选择:人们在长期的生产实践中，已发现对许多化学反应有良好的催化性能。目前人们已能用铁、镍熔剂作催化剂，使石墨在高温和高压下转化为金刚石；石油化工方面，如石油的催化裂化、重整等反应，广泛采用作催化剂。 (4)耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取:在周期表里元素，如钛、钽、钼、钨、铬，具有耐高温、耐腐蚀等特点。 随堂检测 1.下列变化的比较，不正确的是() A.酸性强弱:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 B.原子半径大小:Na>S>O C.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH D.还原性强弱:F->Cl->I- 2.硒是人体肝脏和肾脏的组成元素之一，现在含有元素硒(Se)的保健品已经进入市场，已知它与氧元素同族，与钾元素同周期，关于硒的说法中不正确的是() A.原子序数为34 B.最高价氧化物的水化物的分子式为H2SeO4 C.Se的非金属性比Br弱 D.气态氢化物的稳定性比硫化氢气体强 3.下列说法中正确的是() A.C、N、O、F原子半径依次增大 B.NH3、H2O(g)、HF稳定性依次增强 C.HClO比H2SO4酸性强 D.甲、乙两种非金属元素与金属钠反应时，甲得电子的数目多，所以甲活泼 4.已知电子层数相同的三种元素X、Y、Z，其最高价含氧酸酸性:H3XO4 第2章第2节化学能与电能 课前预习学案 一、预习目标 1、了解燃煤发电的流程及关键步骤 2、通过预习尝试填写有关锌铜原电池的基础知识 3、记住化学电池的本质 4、了解常见电源 二、预习内容 1、燃煤发电的流程：_______________________________________________________ 化学能转换为电能的关键 :________ __________________________________________ 3、化学电池的反应本质__________________________________________________________ 4、常见的化学电源有____________________________________________________________ 三、提出疑惑 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 一、学习目标 1、了解燃煤发电的流程及关键步骤 2、掌握锌铜原电池的基础知识 3、记住化学电池的本质 4、了解常见电源 二、学习重难点：掌握锌铜原电池的基础知识 三、学习过程 ㈠燃煤发电的流程______________________________________________________________ 化学能转换为电能的关键______________________________________________________ (二) 探究化学能与电能的转化 尝试填写下表： ⑵原电池中如何判断正负极？ ⑶正极金属起啥作用？啥在正极上得电子？ 必修二第二章第二节化学能与电能 一次能源和二次能源 点拨：电能是当今社会应用最广泛的二次能源。 化学能转化为电能 1．化学能间接转化为电能——火力发电 (1)过程： (2)关键：燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。2．化学能直接转化为电能——原电池 (1)实验探究 (2)原电池 ①定义：将化学能转变为__电能__的装置。 点拨：原电池反应的本质是一个自发的放热的氧化还原反应。 原电池原理的应用 问题探究： 1．NaOH＋HCl===NaCl＋H 2 O，能利用这个反应设计成原电池吗？为什么？ 2．锌与稀硫酸反应制H 2时向溶液中加少量CuSO 4 后，为什么反应速率 加快？ 原电池原理的应用 探究提示：1.不能。因为该反应不是氧化还原反应。 2．锌置换出的铜附着在锌上，铜、锌、稀硫酸构成原电池。 知识归纳总结： 1．加快氧化还原反应的速率： (1)原理：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。 (2)实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。 2．比较金属活泼性强弱： (1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。 (2)实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A 极溶解，B极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性A>B。3．设计原电池： (1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)选择合适的材料。 化学能与电能 第2课时 【教学目标】 1、通过实验探究初步认识一些常见的化学电源，进一步学习电极反应式的书写。 2、能从能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应，进一步体验科学探究的过程，掌握基本的研究方法，提高分析问题、解决问题的能力。 3、初步了解化学电源在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。 【教学重点、难点】 能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应。 【教学方法】实物展示和探究相结合 【教学过程】 [引入] 1号和5号干电池大家熟悉吗？它的内部构造大家清楚吗？它的放电原理是什么？ [观察] 1号和5号干电池的外型，说出在日常生活中的用途。 [了解干电池的内部结构] 干电池的构造：石墨棒、MnO2糊、NH4Cl糊、锌筒。 [板书] 二、发展中的化学电源 1、干电池 最早使用的，大家熟悉的干电池——锌锰电池。它是一种一次性电池， 放电后不能充电（内部的氧化还原反应是不可逆的）。 电池反应：正极：MnO2 + H2O +2e-→ MnO(OH) + OH- 负极：Zn － 2e- → Zn2+ Zn + 2NH4Cl － 2e- → Zn(NH3)2Cl2 + H+ 总反应：Zn + MnO2 + 2NH4Cl →MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2 缺点：锌皮被腐蚀而穿导致电解液外溢。生活中的1号或5号电池。 改进：外壳套上金属筒或塑料筒的方法改成了防漏电池；将糊状NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池，延长了电池的使用寿命。广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。 [思考与交流] 在购买、保存和使用干电池方面你有何经验和建议？ 第1节元素周期表复习学案 一、元素周期表 1．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数＝＝ = 。2．元素周期表的编排原则 3．元素周期表的结构 (1)周期(七个横行，七个周期)： 短周期长周期 (2)族(18个纵行，16个族)： 【相关练习】 1．同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1吗？ 二、元素的性质和原子结构 （一）碱金属元素： １．原子结构相似性：最外层电子数，都为_______个 递变性：从上到下，随着核电核数的增大，电子层数增多 ２．碱金属化学性质的相似性： 4Li + O 2 Li 2 O 2Na + O 2 Na 2 O 2 2 Na + 2H 2 O ＝2NaOH + H 2 ↑ 2K + 2H 2 O ＝2KOH + H 2 ↑ 2R + 2 H 2 O ＝ 2 ROH + H 2 ↑产物中，碱金属元素的化合价都为＋１价。 结论：碱金属元素原子的最外层上都只有_______个电子，因此，它们的化学性质相似。３．碱金属化学性质的递变性： 递变性：从上到下（从Li到Cs），随着核电核数的增加，碱金属原子的电子层数逐渐增多，原子核对最外层电子的引力逐渐，原子失去电子的能力，即金属性逐渐。所以从Li到Cs的金属性逐渐。 ４．碱金属物理性质的相似性和递变性： 1）相似性：银白色固体、硬度小、密度小（轻金属）、熔点低、易导热、导电、有延展性。 2）递变性（从锂到铯）：①密度呈增大趋势（K反常）②熔点、沸点逐渐 3）碱金属原子结构的相似性和递变性，导致物理性质同样存在相似性和递变性。 结论：１）原子结构的递变性（原子半径增大）导致化学性质的递变性。 ２）金属性强弱的判断依据：与水或酸反应越容易，金属性；最高价氧化物对应的水化物（氢氧化物）碱性越强，金属性。 点燃点燃 第二章第二节化学能与电能（第一课时） 商南县高级中学汪红霞 教材分析：本节内容是属于化学反应原理范畴，化学学科重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识，同时本节内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关，知识的重要性决定了本节学习的重要性。本节内容主要分为三部分，内容清晰：火力发电、原电池实验探究（包括概念、工作原理、组成条件和创造性应用）和技术产品（各种化学电源的设计、工作原理和应用），其中第二部分是重点也是难点，是本节内容的核心部分，应当重点介绍，第三部分中的燃料电池是生活中的新产品，可用于学生扩充视野，提高分析问题解决问题能力典型材料。 学情分析：生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。当学生们刚了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程 之后，对化学能与电能之间的转化问题一定会产生浓厚的兴趣。 教学目标 1．知识与技能： (1)了解化学能与电能的转化关系及其应用 (2)知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。 (3)通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，能够正确判断简单原电池的 正、负极和电子流向，初步掌握构成原电池的条件。 2．过程与方法： (1)采用把课堂演示实验改为学生实验和适当增加趣味性设计实验的方法，充分调动学 生学习的积极性、主动性、激发他们的求知欲和学生兴趣。 (2)采用现代化教学手段，适当利用多媒体，使抽象的知识形象化，帮助学生更好地理 解和掌握抽象知识。 (3)通过设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过 程，学习科学探究的方法，提高科学探究能力。 (4)通过分组实验培养观察能力与分析思维能力，提高与他人交流、合作的能力。3．情感态度与价值观： (1) 通过原电池实验设计体会到科学探究的艰辛与喜悦，以及化学在生活中的巨大实用 价值，进一步激发学习化学的兴趣和信心 (2)通过电池用途的简单教学，体现化学与社会的密切联系及化学的应用价值，是学生 明确学习的最终目的是服务于社会、造福于人类。 教学重点：理解原电池概念、原理、构成条件、电极反应式及原电池原理的应用。 教学难点：原电池原理、构成条件、原电池原理的应用. 教学方法：多媒体技术与实验探究相结合法——通过实验，分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。 教学用具： 实验仪器：烧杯、电流表、导线 实验药品：锌片、铜片、稀硫酸等 课时分层作业(八) (建议用时：40分钟) [合格基础练] 1．下列叙述不正确的是( ) A ．根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B ．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源 C ．火力发电是将燃料中的化学能直接转变为电能的过程 D ．在火力发电过程中，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 C [氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源，电能也是二次能源，且使用方便、 污染最小，A 、B 两项正确；以煤为原料，火力发电的能量转化过程：化学能――→燃烧热能――→ 蒸汽机械能――→发电机电能，C 项错误，D 项正确。] 2．下列装置中，能构成原电池的是( ) A ．只有甲 B ．只有乙 C ．只有丙 D ．除乙均可以 C [甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的构成条件，故选C 。] 3．下列有关电池的说法正确的是 ( ) A．铅蓄电池不属于二次电池 B．原电池工作时一定有氧化还原反应发生 C．废旧电池可埋入土壤，作为肥料 D．氢氧燃料电池，通入氢气的电极为电池的正极 [答案] B 4．如图装置所示，正极发生的反应为( ) A．Zn2＋＋2e－===Zn B．2H＋＋2e－===H2↑ C．Zn－2e－===Zn2＋ D．Cu2＋＋2e－===Cu B [正极发生还原反应，应该是H＋得电子发生还原反应。] 5.如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的( ) A．A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液 D [A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B中的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，则A中A极变细，B中A极不变。C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A极变细，D 中A极变粗。] 6．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，下列关于该装置的说法正确的是( ) 第一章原子结构元素周期律 【教学目的】 1. 熟悉原子核、核外电子排布的综合知识 2. 掌握元素周期律内容、元素周期表的结构，理解“位－性－构”的关系 【学习过程】 1. 原子是由和构成的，而原子核是由更小的微粒和构成的。 质子带电荷，中子电荷。质量数= + 。 原子中：核电荷数质子数核外电子数 阳离子中：核电荷数质子数核外电子数 阴离子中：核电荷数质子数核外电子数 2. 具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子总称为。同种元素的原子的质子数相同，中子数。人们把具有一定数目质子数和中子数的一种原子称为，它们的关系是。在常见的有核素的元素中，氢元素有，，3种核素，碳元素有，，3种核素，铀元素有，，3种核素。 3. 能量低的电子通常在离核的区域内运动，能量高的电子通常在离核的区域内运动。各电子层最多容纳个电子，最外层电子数不超过个（K层为最外层时，电子数不超过2个），次外层电子数最多不超过个；倒数第三层电子数不超过个。核外电子总是尽先排在的电子层里，然后再，依次排布在的电子层里，即排满了K层，再排L层，依次由里向外排布。 4. 经分析发现，元素的性质与原子的最外层电子排布密切相关。金属元素原子最外层电子数一般小于，较易电子；非金属元素原子最外层电子数一般4，较易电子，元素化合价的数值，与原子的特别是有关。 5. 随着原子序数的递增，元素原子的，，等均呈现周期性的变化。元素的性质随着的递增呈周期性变化，这个规律叫做，它的实质是元素原子的。 6. 元素周期表中共有个横行，个周期，其中1，2，3周期称为周期，4，5，6周期称为周期称为；第7周期尚未填满，叫做周 期。各周期所容纳的元素原子数依次为。 7. 元素周期表中共有各纵列，其中第8，9，10三个纵列称为族；第18纵列称为族；其余14个纵列，由短周期元素和长周期元素共同组成的组称为族，表示，用仅由长周期元素组成的族称为族，用表示。族的排列依次为。8. 元素周期表中的元素的位置，原子结构，元素及其物质的性质之间的关系 同周期（左---右）同主族（上---下）备注 原子结构核电荷数核电荷数=原子序数=质 子数=电子数（原子）电子层数电子层数=周期数 原子半径周期内不包括稀有气体 元素及其物质的性质 最高正价氟与氧的化合价特殊， 没有最高正价，稀有气 体的化合价通常为0 最低负价 元素的金属性 不包括稀有气体 元素的非金属性 单质的氧化性 单质的还原性 最高价氧化物对应的水 化物的碱性 氟与氧无最高正价氧化 物对应的水化物，高氯 酸是最强的含氧酸最高价氧化物对应的水 化物的酸性 氢化物的热稳定性 --------------------------- 氢化物的还原性 9. 同主族元素性质递变的比较主族序数 常见化最高正价 课时1 元素周期表的结构 目标与素养：1.能描述元素周期表的结构及编排原则。(宏观辨识与微观探析)2.了解原子序数、周期、族等概念及其表示方法。(证据推理与模型认知) 一、元素周期表的发展历程 二、现行元素周期表的编排与结构 1．原子序数 (1)含义：按照元素在元素周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。 (2)原子序数与原子结构的关系 原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 2．元素周期表的编排原则 (1)原子核外电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，称为周期。 (2)原子核外最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行，称为族。 3．元素周期表的结构 (1)周期(横行) ①个数：元素周期表中有7个周期。 ②特点：每一周期中元素的电子层数相同。 ③分类(3短4长) 短周期：包括第一、二、三周期(3短)。 长周期：包括第四、五、六、七周期(4长)。 (2)族(纵行) ①个数：元素周期表中有18个纵行，但只有16个族。 ②特点：元素周期表中主族元素的族序数等于其最外层电子数。 ③分类 ④常见族的特别名称 第ⅠA族(除H)：碱金属元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素；ⅣA族：碳族元素；ⅥA族：氧族元素。 微点拨：(1)各周期中的元素种类数目不一定相同。 (2)周期表中，每一纵行不一定为一族，8、9、10纵行为Ⅷ族。 (3)ⅠA族中元素不全是碱金属元素，第一周期为氢元素。 1．判断对错(对的打“√”，错的打“×”) (1)同一周期，从左到右，相对原子质量依次增大( ) (2)元素周期表中每一纵行均为一族( ) (3)同一周期元素原子的电子层数相同，同一主族元素原子的最外层电子数相同( ) (4)元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了( ) [提示] (1)×(2)×(3)√(4)× 2．元素X的原子结构示意图为，则X在周期表中的位置是( ) A．第三周期ⅤA族B．第二周期ⅦA族 C．第二周期ⅤA族D．第三周期ⅦA族 [答案] C 3．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。 表中所列元素中： 属于短周期元素的有____________________________________； 属于主族元素的有______________________________________； e元素在元素周期表中的位置是第________周期________族。 [答案] b、h、j、a、c、f、i、l、m b、a、c、d、f、h、g、i、j、k、l 四ⅣB 20XX年高中测试 高 中 试 题 试 卷 科目： 年级： 考点： 监考老师： 日期： 《必修2 第二章·第二节化学能与电能（第一课时）》说课稿 一、教材分析 1．教材的内容、地位和作用 本节课是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识。从知识体系和思维能力培养角度看，在整个中学化学体系中，原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要地位。初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。 第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。在本章教学中，原电池原理的地位和作用可以说是承前启后，因为原电池原理教学是对前面有关金属性质和用途、电解质溶液、氧化还原反正本质、能量守恒原理等教学的丰富和延伸，同时，通过对原电池原理教学过程中实验现象的观察、实验探究、分析、归纳、总结，是培养学生思维能力、实验能力很好的素材。 2．教学目标 依据新课程理念，本着对教材结构和内容的深刻理解，提出本节教学的目标： ⑴知识与技能 ①初步认识原电池概念、反应原理及构成； ②能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。 ⑵过程与方法 ①分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力； ②通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。 ⑶情感、态度与价值观 ①培养学生主动参与和合作意识； ②经历探究过程，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程。 3．教学重点、难点 由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度，而原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要地位。因此本节教学重点是初步认识原电池概念、原理、构成及应用。教学难点是通过对原电池实验的探究、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。 二、教法分析高中化学第二章化学反应与能量第2节化学能与电能学案人教版
2.2.3 化学能与电能 知识点归纳
高中化学教案新人教版必修2 化学能与电能2
化学必修二第一章复习学案汇编
第二章第二节化学能与电能1教案
人教版必修2第2章 第2节化学能与电能作业
化学：1《原子结构与元素周期律》学案(鲁科版必修2)
高中化学第1章物质结构元素周期律第1节元素周期表课时1元素周期表的结构学案新人教版必修2
{高中试卷}高中化学第二节化学能与电能说课稿必修2[仅供参考]
相关主题
文本预览