人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件

第二節 化學電源

一、化學電池的種類

化學電池：借助於化學能直接轉變為電能的裝置。化學電池的主要部分是電解質溶液，和浸在溶液中的正極和負極，使用時將兩極用導線接通，就有電流產生，因而獲得電能。化學電池放電到一定程度，電能減弱，有的經充電復原又可使用，這樣的電池叫蓄電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池等；有的不能充電復原，稱為原電池，如乾電池、燃料電池等。

下麵介紹化學電池的種類：

1．乾電池：普通鋅錳乾電池的簡稱，在一般手電筒中使用鋅錳乾電池，是用鋅皮製成的鋅筒作負極兼做容器，中央插一根碳棒作正極，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，並用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和澱粉等調成糊狀作電解質溶液；電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和澱粉糊作電解質，還填有MnO2作去極化劑吸收正極放出的H2，防止產生極化現象，即作去極劑，澱粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速率。

電極反應為：負極 Zn－2 e＝Zn2+

正極 2＋2 e＝2NH3＋H2

H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O

正極產生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝[ZnNH34]2+

乾電池的總反應式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝ZnNH32Cl2＋Mn2O3＋H2O

或 2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝[ZnNH32]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O

正極生成的氨被電解質溶液吸收，生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。乾電池的電壓15 V—16 V。在使用中鋅皮腐蝕，電壓逐漸下降，不能重新充電復原，因而不宜長時間連續使用。這種電池的電量小，在放電過程中容易發生氣漲或漏液。而今體積小，性能好的鹼性鋅—錳乾電池是電解液由原來的中性變為離子導電性能更好的鹼性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增加，使放電電流大加幅度提高。鹼性乾電池的容量和放電時間比普通乾電池增加幾倍。

1 4.2化学电源教案 新人教版选修4 课题 原电池第四章 第二节 化学电源 课型 新授课

授课人 高二化学任教 时间 1月20日 班级 高二化学

教学目标

重点 1.掌握几种典型电池的用途和特点.2.掌握几种典型化学电池的电极反应

难点 1.掌握几种典型电池的用途和特点. 2.掌握几种典型化学电池的电极反应

教学方法 讲授法、合作探究法

教学环节 教学内容 总体设计 个性化设计 时间

组织教学

复习提问

导入新课

讲授新课

师生相互问好

原电池的工作原理

已复习内容导入新课

一、化学电池的种类

二 典型电池的介绍

1．碱性锌—锰干电池：

负极：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2

正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

电解质：KOH

电池反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

指名背诵

创设情境

幻灯展示

师生共同完成

各组讨论，抢答

1

5

2

5 2

课堂小结

巩固练习

布置作业 2．银锌钮扣电池

负极：Zn＋2OH－2e ＝ZnOH2

正极：Ag2O＋H2O＋2e ＝2Ag＋2OH

总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O== ZnOH2＋2Ag

3．铅蓄电池

负极：Pb＋SO42-－2e ＝PbSO4↓

正极：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e ＝PbSO4↓＋2H2O

5．燃料电池

负极H2＋2OH－2 e＝2H2O

正极 Ｏ2＋2H2O＋4 e＝4OH

电池总反应式为：2H2＋Ｏ2＝2H2O

课堂检测

完成训练案内容总结知识要点，画出知识树，构建知识体系。

各组讨论展示成果，教师明确原理

幻灯片展示

组内独立完成

独立完成

20

3

3

1

板

书

设

计

原电池

教

学

反

思

人教版高中化学选修4

1 普通高中课程标准实验教科书

化学选修4 化学反应原理

第一章 化学反应与能量

第一节 化学反应与能量的变化

第二节 燃烧热能源

第三节 化学反应热的计算

教学资源

第二章 化学反应速率和化学平衡

第一节 化学反应速率

第二节 影响化学反应速率的因素

第三节 化学平衡

第四节 化学反应进行的方向

教学资源1

教学资源2

第三章 水溶液中的离子平衡

第一节 弱电解质的电离

第二节 水的电离和溶液的酸碱性

第三节 盐类的水解

第四节 难溶电解质的溶解平衡

教学资源

第四章 电化学基础

第一节 原电池

第二节 化学电源

第三节 电解池

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

人教版高中化学选修4

2 第一章 化学反应与能量

第一节 化学反应与能量的变化

四、习题参考

（一）参考答案

1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量，叫做反应热，在恒压条件下，它等于反应前后物质的焓变，符号是ΔH，单位是kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃烧，生成1 mol H2O(g)，其反应热ΔH=-241.8 kJ/mol。

2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，重新组合成生成物的分子。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。当反应完成时，若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大，则此反应为放热反应；若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小，反应物需要吸收能量才能转化为生成物，则此反应为吸热反应。

（二）补充习题

1．下列说法不正确的是（）。

A．放热反应不需加热即可发生

B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等

C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应

D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关

2．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了（）。

人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理

——第四章 电化学基础4.1-4.2原电池 化学电源

原电池及其工作原理

1．概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2．构成条件

(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：

①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。

3．工作原理(以铜—锌原电池为例)

装置图

电极名称 负极 正极

电极材料 锌片 铜片

电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu

反应类型 氧化反应 还原反应

续表

电子流向 由锌片沿导线流向铜片

电流方向 由铜片沿导线流向锌片 电解质

溶液中

离子流向 电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移

盐桥中

离子流向 盐桥中含有饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极

电池反应

方程式 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

易错警示 原电池工作原理中四个常见失分点的规避

(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能。

(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。

(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。

原电池正负极的判断方法

说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但在负极的电极上一定发生氧化反应。

(2)溶液中的离子不能通过盐桥。

(3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料不参加反应，只起到了导电的作用。

原电池原理的四大应用

1．比较金属活泼性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。