发展中的化学电源参考教案

发展中的化学电源一、指导思想和理论依据开放式教学，渊源于科恩（R .C .Cohn）1969年创建的以题目为中心的“课堂讨论模型”和“开放课堂模型”--人本主义的教学理论模型；同时，还渊源于斯皮罗（Spiro）1992年创建的“随机通达教学”和“情景性教学”--建构主义的教学模式。

这些教学理论模型强调：学习是学习者主动建构的内部心理表征过程，教师的角色是思想的“催化剂”与“助产士”。

教师不应把主要精力局限于所教的内容上，而应注意学习者的心态（即情感与动机）变化。

教育的目标是教师与学生共享生命历程，共创人生体验；养育积极愉快，适应时代变化，心理健康的人。

本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，使学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。

二、教学背景分析依据教育部《普通高中化学课程标准》(实验)和北京市普通高中新课程化学学科模块学习要求，对本节教材的学习，包括三部分内容：1、举例说明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。

通过《化学能与电能》的第一课时学习：了解了原电池的概念、原理；并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。

所以本课时的主要内容是：1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；2、通过认识生活中的原电池[即传统干电池(锌锰电池) 、蓄电池和燃料电池]，进一步理解原电池的概念和原理；3、通过引入新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，增强学生的创新精神；并且通过本节学习，能够举例说明化学能与电能的转化关系及其应用；4、了解化学电源的发展与环境污染，增强环保意识。

三、学生学情分析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，《化学能与电能》的第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。

第二节化学能与电能——发展中的化学电源学案莘县一中白书利【学习目标】1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用。

2、通过引入新型电池体现化学电池的改进与创新，增强创新精神。

3、了解化学电源的发展与环境污染，增强环保意识。

【重、难点】在探究的基础上认识原电池的组成及应用。

【学习过程】一、一次电池与二次电池阅读教材P42~P43页，阅读思考以下问题：1、一次电池的典型代表是什么电池？负极材料是什么？2、在劣质的电池中，为什么会渗透一些粘稠状物质？用电极反应式表示。

3、在锌锰干电池中，若将NH4Cl换成KOH，有何优点？有何应用？4、最早使用的充电电池是什么电池？某商店的充电电池上标注“可充电4万次”，你会购买吗？5、已知铅蓄电池的电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 4 + 2H2O试判断：负极、正极发生反应的物质分别是什么？电解质溶液是什么？负极：正极：电解质：生活小常识：由于铅蓄电池在使用时产生热量，水会因挥发而损失，因此有经验的司机会定期请专业人员向铅蓄电池内加入蒸馏水，以补充在使用过程中损失的水分，延长其使用寿命。

【知识拓展】1、银锌电池电池反应：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag2、镉镍电池电池反应：Cd + 2NiOOH + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2思考：以上两种电池在负极发生反应的物质分别是什么？3、锂离子电池锂离子电池是负极为Li的电池。

它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。

具有比能量高、电压高、工作温度宽、储存时间长等优点。

思考：①已知锂与钠同主族，则锂离子电池的工作环境能否有水？②已知：23g Na Na+x g Li Li+，x = 。

则相同质量的Na和Li相比，所提供的电子的物质的量Li是Na的约倍。

二、燃料电池它是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率较高，理论上可达到85%~90%。

第2课时发展中的化学电源1.了解电池的分类以及研制新型电池的重要性。

2.了解化学电池的工作原理。

3.了解化学电源可能会引起的环境问题,初步形成客观、正确的能源观。

利用课堂内学习与课堂外调查相结合的方式,让学生在对原电池的技术产品——各种化学电源的原理、应用有一个较为理性的认识之后,了解研制新型电池的重要性。

1.干电池(1)干电池属于①一次电池,放电后不能再充电。

(2)锌锰电池的负极是②锌筒,正极是③石墨棒,电解质溶液是④MnO2糊、NH4Cl糊。

(3)将锌锰电池中的电解质⑤NH4Cl糊换成湿的⑥KOH就变成了碱性锌锰电池。

2.充电电池(1)充电电池又称二次电池,放电时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状态。

(2)填空电池类型负极正极电解质铅蓄电池⑦Pb ⑧PbO2⑨H2SO4镍镉电池⑩Cd NiO(OH) KOH锂离子电Li - -池3.燃料电池(1)燃料电池是一种高效、环保的发电装置,产物对环境的污染较小。

以H2为燃料时,产物为H2O,以CH4为燃料时,产物是CO2和H2O。

(2)燃料电池的反应物不是储存在电池内部,而是由外设装置提供燃料和氧化剂分别在两个电极上反应,将化学能转化为电能。

(3)氢氧燃料电池中,负极通入的是氢气,正极通入的是氧气,电解质是硫酸或氢氧化钾,该电池的总反应式为2H2+O22H2O。

1.干电池工作时,正、负极发生的反应分别为2N+2e-2NH3+H2↑、Zn-2e-Zn2+。

从发生的反应来看,MnO2并没有参与其中,干电池中为什么要加入MnO2呢?【答案】干电池工作时,锌和氯化铵发生变化,产生氢气,附着在正极碳棒上面。

由于氢的电阻很大,会使路端电压降低(这种现象称作“极化”)。

在干电池中加入二氧化锰可作为“去极化剂”,将产生的H2氧化:2MnO2+H2Mn2O3+H2O,从而避免极化现象的发生。

所以干电池放电时负极发生的反应可写成总反应:2MnO2+2N+2e-2NH3+Mn2O3+H2O,电池总反应为Zn+2MnO2+2N Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O。

第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第2课时发展中的化学电源教学目标[知识技能目标]1.知道电池的分类方法，了解研制新型电池的重要性；2.能够分析不同电池的工作原理；3.了解化学电源可能会造成环境问题，初步形成客观、正确的能源观。

[过程方法目标]通过展示生活中常见的电池图片，让学生联系自己的生活实例并且讲述电池为我们的生活所带来的益处与有害之处，进而辩证的看待化学电源。

同时利用化学知识进一步深入地讲解化学电源的工作原理是学生形成正确的、科学的能源观。

[情感态度与价值观目标]培养学生的观察能力，发现问题能力，分析问题的能力，解决问题能力以及创造能力。

教学重点1. 三种发展中的化学电源及其工作原理；2. 电池的电极反应式书写。

教学难点原电池的电极反应式书写教具多媒体、黑板教学方法联想、设问、解说、举例论证、知识讲解以及任务驱动等教学过程【检查反馈】[基础知识检查]1.将锌棒和铜棒平行的插入到稀硫酸溶液中，并用导线将锌棒和铜棒连接起来。

写出该原电池的电极反应式及总反应式。

2. 一下组合能否形成原电池(溶液为稀硫酸，均用导线连接)。

①Zn棒和Cu棒；②Zn棒和C棒；③Zn棒和Zn棒；④Zn棒和Fe棒【知识讲解】[引入新课][师]：在上一节课中我们知道伏打发明了人类历史上的第一个具有实用价值的电池，使我们人类从此进入了使用能源的新纪元。

文明社会发展至今，电池已经是我们的生活中不可或缺的必需品，大家举例来说说看生活中有哪些类型的电池。

[生1]：干电池、锂电池。

[生2]：铅蓄电池。

……[师]：大家的回答很全面，的的确确以上讲的这些电池是我们生活中不可缺少的物品。

在这里给大家提个问题：为什么电池用着用着就没有电了呢？而有些电池可以充电接着使用，有些却不可以？那么请大家带着这个问题来学习这节课，并在学完后予以回答。

[板书] 发展中的化学电源通常将化学电源分为一次电池、二次电池和燃料电池。

放电之后不能充电、活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度之后不能再使用的电池称为一次电池，如干电池。

《化学能与电能》第二课时教学目标：1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。

2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。

3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。

重点难点：初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。

通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。

教学过程：浙江电视台教育频道《不可能的任务》栏目中播出了一个“用一杯水发电”的节目：三个突击手前两位沿用物理学的水位差通过自制的小水轮机发电，用了一大杯水，结果失败，而第三位利用铜片、锌片各一小片，烧杯一个，用了一小杯“水”，结果所连接的小电珠亮了，“杯水发电”成功了！神奇吗？想知道奥秘吗？通过这节课的学习你就会明白这一切。

[交流]学生尝试画出装置图，并与同伴交流[分组实验探究]实验1：把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验2：用导线将锌片和铜片连接起来。

实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。

[交流与讨论]（组织学生小组讨论并回答）1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？2、什么原因造成实验1和实验2中的现象的不同？3、铜片与稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么在铜片表面有气泡产生？你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？4、灵敏电流计的指针发生偏转，偏向何方？你如何解释这一现象？[板书]（三）原电池[分析]灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。

[板书]1.概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。

[学与问1]根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？[板书]2.原电池的工作原理[动画模拟]原电池的微观原理[分析]当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn 2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H +从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。

发展中的化学电源教案教案：发展中的化学电源一、教学目标：1.了解化学电源的发展历程及作用；2.了解目前常见的化学电源种类；3.掌握化学电源的原理和构成；4.能够根据实际情况选择合适的化学电源，并了解其使用注意事项；5.培养学生的合作能力和实践操作能力。

二、教学过程：1.导入（10分钟）介绍电池的概念，并与学生进行互动交流。

询问学生有哪些常见的电池，以及它们的特点。

2.知识阐释（30分钟）2.1化学电源的发展历程讲解化学电源的发展历程，从伏塔电池、干电池、碱性电池、锂电池到燃料电池的发展，并结合实例进行具体说明。

2.2化学电源的种类介绍目前常见的化学电源种类，包括镍镉电池、镍氢电池、锌锰电池、锂聚合物电池、锂离子电池、燃料电池等，并让学生进行区分和归纳。

2.3化学电源的原理和构成详细讲解化学电源的原理和构成，包括正负极材料的选择、电解质的作用、电池的工作原理、电池内部的化学反应等。

3.实验操作（40分钟）3.1实验前准备准备不同种类的化学电源，如碱性电池、锂离子电池等，并准备测试仪器（如电流表、电压表等）。

3.2实验流程3.2.1分组合作，每组选取一个化学电源进行测试。

3.2.2连接电路，测量电流和电压。

3.2.3记录测量结果，并进行数据分析和比较。

3.3实验总结学生根据实验结果，总结各种化学电源的特点和优缺点，并进行交流和讨论。

4.拓展延伸（20分钟）4.1探索不同用途的化学电源让学生根据所学知识，探索不同用途的化学电源，如手机电池、电动汽车电池等，并了解其在应用中的工作原理和特点。

4.2组织小组竞赛组织学生分小组进行电池构建比赛，要求学生根据实际情景和需求，选择合适的化学电源，并构建一个能够满足特定要求的电池组。

5.总结归纳（10分钟）总结化学电源的发展历程、种类和原理，并让学生进行知识检测和回答问题。

三、教学评价：1.学生的参与度和实验操作能力；2.学生对化学电源的理解程度和运用能力；3.学生在小组竞赛中的表现。

发展中的化学电源教案教案电源化学发展发展中的化学电源ppt 教师课时规定电解池是高一学的吗篇一：发展中的化学电源教案第二节发展中的化学电源五、教学过程归纳小结并板书：[板书设计]：1．干电池负极锌（失电子）发生氧化反应正极碳棒（得电子）发生还原反应2．充电电池负极铅（失电子）发生氧化反应正极氧化铅（得电子）发生还原反应3．燃料电池负极燃料（失电子）发生氧化反应正极氧气（得电子）发生还原反应归纳总结交流：1．干电池负极锌（失电子）发生氧化反应正极碳棒（得电子）发生还原反应2．充电电池负极铅（失电子）发生氧化反应正极氧化铅（得电子）发生还原反应3．燃料电池负极燃料（失电子）发生氧化反应正极氧气（得电子）发生还原反应[布置作业]：分小组制作“化学电源——环境污染——清洁能源”图片展，倡导学生自觉组织在校园内设置废旧电池回收箱，定时回收废旧电池。

六、学习效果评价设计一、指导思想和理论依据开放式教学，渊源于科恩（R .C .Cohn）1969年创建的以题目为中心的“课堂讨论模型”和“开放课堂模型”--人本主义的教学理论模型；同时，还渊源于斯皮罗（Spiro）1992年创建的“随机通达教学”和“情景性教学”--建构主义的教学模式。

这些教学理论模型强调：学习是学习者主动建构的内部心理表征过程，教师的角色是思想的“催化剂”与“助产士”。

教师不应把主要精力局限于所教的内容上，而应注意学习者的心态（即情感与动机）变化。

教育的目标是教师与学生共享生命历程，共创人生体验；养育积极愉快，适应时代变化，心理健康的人。

本设计以开放式教学为指导思想，辅助以视频、讨论、归纳等手段，使学生体验作为不同角色的工作者，思考问题的不同角度，在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。

二、教学背景分析依据教育部《普通高中化学课程标准》(实验)和北京市普通高中新课程化学学科模块学习要求，对本节教材的学习，包括三部分内容：1、举例说明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。

第二课时发展中的化学电源教学设计一、教材分析《发展中的化学电源》是高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》的第二课时，学生在本章第一节中知道了化学能与其他形式的能可以相互转化，并且在本节的第一课时中已经学习了原电池的基本原理，能够判断原电池的正负极，本节课是第一课时的延伸。

在以往的课例中，这一课时的地位往往被放得较低，教师往往只是蜻蜓点水的简单介绍。

实际上，这节课承载的作用可以更深入的挖掘。

首先这节课可以使原电池原理的进一步应用，学生在认识生活中的几种电源时，可以用已学的原电池原理来分析工作原理，这样既可以锻炼学生的思考能力，又可以避免学生在学习本节内容时走马观花。

其次，本节课的学习可以丰富学习头脑中的原电池模型，避免产生偏差认识，如原电池的正负极不一定都是活动性不同的金属。

第三，由于本节课介绍的均为生活中常见的电池，可以拉近化学与生活的距离，可以体现新课程STS的教育理念，培养学生认识和解决生活中化学问题的科学素养。

二、教学目的知识与技能：1、了解生活中常用的化学电源和新型化学电池2、能够用简单的原电池原理分析化学电源3、能够书写燃料电池的电极反应过程与方法：1、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

2、帮助学生建立起根据电子得失判断电池正负极的思路和方法情感态度价值观：1、感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。

三、教学重点难点1、通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。

2、不同电解质溶液下，燃料电池的电极反应书写。

四、教学思路五、教学手段板书和PPT相结合六、教学方法讲授法，讨论法七、教学过程最早使用的二次电池是铅蓄电池。

展开二：充电电池【视频】车载电池：铅蓄电池【PPT】展示铅蓄电池的结构，给出铅蓄电池的总反应总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O【讲解】充电和放电过程能量的转化形式，指出，原电池的过程应该是放电过程。

高中学化学（必修2）教学案学案主人主人班级学案序号：【探究课题】2-2 化学能与电能【教学内容】发展中的化学电源（教材P42~44）【教学目标】1、认识几种常见的化学电源。

2、能够正确书写化学电源的电极反应式。

3、认识研制新型电池的重要性。

【教学重点】干电池、充电电池和燃料电池【温故知新】1、【新课导入】据湖南大学新闻网消息：伦敦时间2015年4月6日，国际顶级学术刊物《Nature》在线发表了鲁兵安等作为第一作者的论文《快速充放电铝离子电池》。

这标志着我校在《Nature》发文实现零的突破。

鲁兵安副教授等人用石墨作为正极材料，并用一种相当于盐溶液的离子液体作为电解液，从而解决了铝电池研究在材料上的瓶颈问题。

实验发现：用三维石墨作为电池正极材料，能够极大的缩短电池的充电时间。

过去在iphone等使用锂电池的手机上需要1个小时才能完成的充电量，在该铝电池上1分钟即可完成。

今后，铝电池充电1小时，手机使用3、4天不再是假想。

同时，铝电池寿命更长。

实验证明，铝电池循环7500次后，容量几乎没有衰减。

而普通锂电池的循环寿命一般为300次。

当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。

实用电池一般具有的特点是：能产生稳定而具有较高电压的电流，安全、耐用且便于携带；能够适用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生较小的影响。

下面我们来简单介绍几种发展中的化学电源（chemical power source）。

【知识清单】一、一次电池1、锌锰干电池（1）结构构造：锌锰电池俗称干电池，它以Zn为负极，MnO2为正极，电解质为NH4Cl（显酸性）。

构造如图所示：（2）工作原理：负极反应：Zn - 2e- = Zn2+正极反应：2MnO2 + 2e- + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O电池反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O或者负极反应：Zn－2e- + 2NH4Cl = Zn(NH3) Cl2 + 2H+正极反应：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-电池反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = 2MnO(OH) + Zn(NH3) Cl2（3）存在缺陷：锌锰电池电量小，在使用过程中锌外壳会逐渐溶解而变薄，并且容易发生气胀，最后内部糊状的电解质会泄露出来，使电器腐蚀。

第3课时发展中的化学电源课前自主预习一、干电池干电池是一种一次性电池，最早使用的是锌锰干电池，其负极是锌筒.为防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH.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．铅蓄电池正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质为H2SO4溶液。

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是由外设装备提供燃料和氧化剂。

课堂互动探究电极反应式的书写1．电极反应式的书写（1）根据原电池的装置书写负极：①若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况：一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为M－n e－===M n＋。

另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为：Pb＋SO错误!－2e－===PbSO4.②若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2－O2（KOH溶液）电池的负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O。

正极:首先判断在正极发生反应的物质。

①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2.然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式，如酸性溶液中，O2在正极的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。

第2课时 发展中的化学电源学习目标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.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。

3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。

基础知识一．干电池最早使用的化学电池是__________，它是一种________电池，放完电后不能再使用。

(1)锌锰电池⎩⎪⎨⎪⎧ 负极： 正极：电解质：NH 4Cl(2)碱性锌锰电池：将锌锰干电池中的电解质________换成湿的______，并在构造上作了改进。

二．充电电池充电电池又称______电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以______进行，使电池恢复到放电前的状态。

(1)铅蓄电池：正极材料为______，负极材料为____，电解质为______。

(2)镍镉电池：正极材料为______________，负极材料为____，电解质为______。

(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______和________反应所放出的________直接转化为______。

(2)与其他电池的区别：由外设装备提供____________和________等。

课堂探究一. 干电池活动与探究1如下图：2NH===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，此电池放电锌锰电池在放电时总反应方程式可表示为Zn＋+4时，正极上发生反应的物质是什么？名师点睛：干电池是用锌制圆筒形外壳作负极，位于中央带铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl 和淀粉糊作电解质，还填有MnO2和炭黑(锌锰电池)。

电极反应：负极(锌筒)：Zn－2e－===Zn2＋2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑正极(石墨)：+42NH===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑电池总反应：Zn＋+4特别提醒：淀粉糊的作用是增大阴、阳离子在两个电极的迁移速率。

迁移应用人们利用原电池原理，制作了多种电池，如电子计算机所用纽扣电池就是其中一种。