高一化学化学能与电能 (2)

2-第二节化学能与电能一、选择题1．(2011·河北南宫中学高一第二学期期中考试化学试题)下列各组中的能源均属于二次能源的是()A．电力、蒸汽B．电力、风力C．蒸汽、风力D．原煤、石油答案：A点拨：风力、原煤、石油均为一次能源，故只有A选项电力、蒸汽均属于二次能源。

2．(2011·山东苍山一中高一第二学期期中考试)下列有关原电池的说法中正确的是()A．原电池是把电能转化为化学能的装置B．原电池中电子流出的一极是负极，发生还原反应C．构成原电池两极必须是两种不同的金属D．原电池中的阳离子向正极移动答案：D点拨：原电池是把化学能转化为电能的装置，故A错。

原电池中电子流出的一极是负极，失去电子，发出氧化反应，故B错，构成原电池的两极一般是活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极，故C错。

3．(2012·山东临沂高一下学期期中考试模拟试题)下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A．锌片逐渐溶解B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色C．电子由铜片通过导线流向锌片D．该装置能将电能转变为化学能答案：A点拨：在铜锌原电池中，锌是负极，铜是正极，电子从锌片流向铜片，负极的反应式为：Zn－2e－===Zn2＋正极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑反应一段时间后，锌片逐渐溶解，溶液中H＋浓度减小，该装置是化学能转化为电能，故正确答案为A。

4．(2011·山东沾化二中高一下学期学分认定测试)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。

有同学想变废为宝，他的以下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．碳棒取下洗净用作电极C．把铜帽取下洗净回收利用D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物直接作化肥用答案：D5．(2011·山东苍山一中高一第二学期期中考试)现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机、收音机等)中。

第二节化学能与电能（第二课时）学习目标：1理解原电池的原理及其构成条件，掌握原电池正负极的判断方法。

2.了解原电池的应用。

3．了解常见的化学电源 。

学习重点：原电池正负极的判断 了解原电池的应用【预习案】1.从能量的角度看,原电池是将 能转化为 能的装置. 从化学反应的角度看,原电池的原理是氧化还原反应中 失去的电子经过导线传给 ,使氧化还原反应分别在 上发生.2．干电池是一种 电池.最早使用的是 ,负极是 .为了防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内电解质 换成湿的 .3．充电电池又称为 , 充电放电可循环进行,至一定周期后终止.如:最早也是最广泛使用的铅鎳电池. 是铅,正极是二氧化铅,电解质是硫酸. 封闭式体积小的镍镉电池.负极是 ,正极是NiO(OH), 电解质是氢氧化钾.4．氢氧燃料电池是一种高效.环境友好的发电装置.如氢氧燃料电池在负极上发生氧化反应的是 , 在正极上发生 反应的是 .,产物是 燃料电池与干电池或蓄电池的主要区别在于 不是储存在电池内部,而是用外加的设备,源源不断地提供 等.【探究案】一．【复习】原电池的构成条件？二．【探究】原电池正负极的判断方法？①稀硫酸 ②硫酸铜溶液①现象②现象归纳：原电池正负极的判断方法：三．【知识综合运用】（一）原电池设计例题1.铁及其铁的化合物应用广泛,如FeCL3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等.(1)写出FeCL3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：(2)若将中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极，并写出电极反应式：正极反应：负极反应：变式训练1：某原电池总反应离子方程式为：2Fe3 + + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是：A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCL3溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeCL3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuCl2溶液变式训练2：利用Cu + 2Ag+ = Cu2 + + 2Ag反应，设计一个原电池，画出其装置图，并写出电极反应式（二）、原电池原理的应用例题2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

《化学能与电能的转化》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《化学能与电能的转化》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“化学能与电能的转化”是高中化学必修 2 第二章第二节的内容。

本节内容是在学习了氧化还原反应、化学键等知识的基础上，进一步探讨化学能与电能的相互转化。

通过对原电池工作原理的探究，使学生认识到化学能可以转化为电能，为后续学习电解池等知识奠定基础。

教材从生活中的电池入手，激发学生的学习兴趣，引导学生思考电池中化学能是如何转化为电能的。

接着通过实验探究，让学生亲身体验原电池的工作原理，培养学生的实验探究能力和创新思维。

二、学情分析学生在初中已经学习了简单的电学知识和部分化学反应，对氧化还原反应也有了一定的了解，这为本节内容的学习提供了知识基础。

但学生对于化学能与电能之间的转化原理还比较陌生，需要通过实验和理论分析来深入理解。

在能力方面，高中生具备一定的观察能力、实验操作能力和逻辑思维能力，但在分析和解决复杂问题时，还需要教师的引导和帮助。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解原电池的工作原理，能够写出简单原电池的电极反应式和总反应式。

（2）了解常见的化学电源，知道其工作原理和应用。

2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。

（2）通过对原电池工作原理的讨论，培养学生的逻辑思维能力和创新能力。

3、情感态度与价值观目标（1）培养学生的探究精神和合作意识。

（2）让学生认识到化学与生活的密切联系，激发学生学习化学的兴趣。

四、教学重难点1、教学重点原电池的工作原理和构成条件。

2、教学难点原电池工作原理中电子的流向、离子的移动方向以及电极反应式的书写。

五、教法与学法1、教法（1）实验探究法：通过实验让学生直观地感受化学能与电能的转化，激发学生的学习兴趣和探究欲望。

2020-2021学年高一《新题速递·化学》3月刊专题二化学能与电能1．（2020·新疆生产建设兵团第四师第一中学高一期中）下面的能源中属于二次能源的是( )A．电能、蒸汽B．电能、风能C．蒸汽、风能D．煤、石油2．（2020·平罗中学高一月考）废旧电池最好的处理方法是A．深埋入地下B．丢弃C．回收利用D．烧掉3．（2020·宁波市北仑中学高一期中）“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是（）A．③⑤⑦B．③④⑤C．④⑤⑦D．②⑤⑥4．（2020·衡东县欧阳遇实验中学高一期末）下列化学电池属于高效、环境友好电池的是A．镍镉电池B．锌锰电池C．氢氧燃料电池D．铅蓄电池5．（2020·江西宜春市·高安中学高一期中）原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法不正确的是A．由Zn、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Zn－2e-＝Zn2+B．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Fe－2e-＝Fe2+C．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e-＝Al3+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e-＝Cu2+6．（2020·四川省广安代市中学校高一期末）如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法不正确的是A．负极的电极反应为：Fe－2 e－=Fe2+B．电子由Fe 环经导线流向发光二极管C．铜线作为柠檬电池的正极D．可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置7．（2020·湖北省武汉市外国语学校美加分校高一期中）如图为锌、铜水果电池装置示意图，下列说法正确的是( )A．铜片为负极，发生还原反应B．锌片上发生还原反应：Zn-2e-=Zn2+C．电流由锌片沿导线流向铜极D．电子由锌片沿导线流向铜极8．（2020·海南海口市·琼山中学高一月考）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( )选项正极负极电解质溶液A Zn Cu CuCl2溶液B Cu Zn 稀H2SO4C Cu Zn CuSO4溶液D Fe Zn ZnSO4溶液9．（2020·新绛县第二中学高一月考）在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是（）A．锌片是正极，铜片上有气泡产生B．电流方向是从锌片流向铜片C．溶液中硫酸的物质的量浓度减小D．电解质溶液的pH保持不变10．（2020·泗洪县洪翔中学高一月考）在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是()A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电子从a极到b极D．a极上发生了氧化反应11．（2020·海南海口市·琼山中学高一期中）某小组为研究电化学原理，设计如图装置。

第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,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,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O……总反应式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO2－3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH－=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H＋和OH－从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH－总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H＋+2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,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,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。

化学能与电能-人教版必修2化学教案一、教学目标1.了解化学能与电能的概念及区别；2.掌握化学能与电能之间的转化关系；3.知道电池的性质，理解电池内部原理；4.能利用电池进行电化学反应，掌握相关计算方法；5.理解红、金银电偶的作用原理及应用。

二、教学重点1.化学能与电能的概念及区别；2.电池的性质，电池内部原理；3.电化学反应及相关计算方法。

三、教学难点1.化学能与电能之间的转化关系；2.红、金银电偶的作用原理及应用。

四、教学内容与方式1.化学能与电能的概念及区别内容化学能：由于物质内部互相作用而具有的能够发生化学反应的能量。

电能：由带电体间电场发生的相互作用而产生的能量。

方式让学生回答化学能和电能的概念，并分别举出几个实例。

2.化学能与电能之间的转化关系内容当化学反应发生时，化学能会通过电能的形式释放出来。

电能可以转化为化学能，利用化学反应储存。

方式通过多个化学反应实例，让学生理解化学能与电能之间的转化关系及其过程。

3.电池的性质及内部原理内容电池是一种能够产生电能的装置。

电池的性质：电动势、内阻、放电时间。

电池内部原理：电池由正负极组成，中间隔以电解液（或离子溶液）。

在电池内，化学反应使得正负极之间产生电位差，从而产生电能。

方式让学生通过实验，感受电池产生电能的过程，并了解电池的性质及内部原理。

4.电化学反应及相关计算方法内容电化学反应：利用电池，通过电解质溶液对电极进行氧化还原反应，产生电能的过程。

相关计算方法：平衡电位差、电动势、电池的工作电压等。

方式通过实验，让学生了解电化学反应，通过计算，掌握相关计算方法。

5.红、金银电偶的作用原理及应用内容红、金银电偶：将金属与一种其离子的溶液或固体接触，形成的由两半电池构成的体系。

作用原理：离子逐渐在金属上放电，金属表面反应出与该离子成氧化还原反应的产物，而电子流经过导线，最后在与另一种半电池接触的溶液或固体中还原另一种离子。

应用：果汁浓度的测定、PH值测定等。

化学必修2化学能与电能《化学必修 2 化学能与电能》在我们的日常生活中，电能是一种不可或缺的能源形式。

从照明、通讯到交通、生产，几乎处处都离不开电。

然而，你是否想过电能是从何而来的呢？这就不得不提到化学能与电能之间的奇妙转化。

化学能，简单来说，就是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量。

而电能，则是电荷定向移动所形成的能量。

当这两种能量相互转化时，就为我们的现代生活带来了极大的便利。

让我们先来了解一下原电池，这是实现化学能转化为电能的重要装置。

想象一下，把一块锌片和一块铜片插入稀硫酸溶液中，然后用导线将它们连接起来，并在导线中间接入一个电流表。

这时，你会惊奇地发现电流表的指针发生了偏转，这就意味着有电流产生了。

在这个简单的装置中，锌片失去电子变成锌离子进入溶液，发生了氧化反应；而铜片周围的氢离子得到电子变成氢气，发生了还原反应。

电子通过导线从锌片流向铜片，从而形成了电流，实现了化学能向电能的转化。

原电池的工作原理其实并不复杂。

它由两个半电池组成，一个发生氧化反应，称为负极；另一个发生还原反应，称为正极。

在负极，通常是较活泼的金属失去电子；在正极，通常是溶液中的阳离子得到电子。

两个半电池通过导线和电解质溶液连接起来，形成一个闭合回路，使得电子能够定向移动，从而产生电流。

那么，原电池有哪些实际应用呢？首先，电池就是最常见的例子。

从干电池、充电电池到燃料电池，它们都是基于原电池的原理工作的。

干电池如我们常用的五号、七号电池，方便携带，为各种小型电器提供能源。

充电电池则可以反复充电使用，更加环保和经济。

燃料电池则是一种高效、清洁的能源装置，具有广阔的发展前景。

除了电池，原电池在金属的腐蚀与防护方面也有着重要的意义。

金属的腐蚀是一个自发的氧化还原过程，在很多情况下会给我们带来巨大的损失。

例如，钢铁在潮湿的空气中容易生锈，这就是铁发生了电化学腐蚀。

了解了电化学腐蚀的原理，我们就可以采取相应的防护措施，比如在金属表面涂漆、镀锌、镀镍等，或者连接一块更活泼的金属来保护主体金属。

煌敦市安放阳光实验学校化学能与电能的转化例题解析【例1】锂电池是一代型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍，目前已研制多种锂电池，某种锂电池的总反为Li+MnO2==LiMnO2，下列说法正确的是（）A．Li是正极，电极反为Li－e- == Li+B．Li是负极，电极反为Li－e- == Li+C．Li是负极，电极反为MnO2 + e- == MnO2－D．Li是负极，电极反为Li－2e- == Li2+解析：本题根据总反判断Li被氧化为负极材料，其失电子成为Li+，正极放电的为MnO2。

若已知电池总反而要写电极反式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还”的规律容易先判断负极材料，负极材料若是金属则失电子而变为相阳离子（注意：Fe失电子变为Fe2+），负极材料若是其他被氧化的物质（如氢氧燃料电池中的Ｈ2、甲烷燃料电池中的CH4）则失电子变为相氧化产物，然后再推断正极反。

答案：B【例2】室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反：负极：Pb＋SO42-－2e== PbSO4↓正极：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e==PbSO4↓＋2H2O今若制得Cl2 0.050mol ，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（）A．0.025mol B．0.050mol C．0.10mol D．0.20mol解析：本题属于情境试题，要求考生抓住转移2mol e-才能生成1mol Cl2这一关键，还要读懂题示信息中2mol e-与4molH+的关系，才能找到电解池内消耗的n(H2SO4) 。

蓄电池两极得（失）电子的物质的量理论上于电解池两极得（失）电子的物质的量。

据题示信息找出如下关系：答案：C【例3】技术上使用的氢—氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境优点。

氢—氧燃料电池有酸是和碱式两种，它们放电时的电池总反为： 2H2 + O2 = 2 H2O 。

酸式氢—氧燃料电池的电解质是酸，其负极反可表示为： 2H2– 4e- == 4 H+，其正极反表示为___________；碱式氢—氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反表示为： O2 +2H2O+4e-=4OH-，则其负极反可表示为________________________________________。

第二节化学能与电能一、教材分析：本节课教学是人教版高中化学必修Ⅱ中第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》内容。

本章是学生第一次接触到化学反应与能量之间的相互关系，是化学理论知识在工业生产中的重要应用。

而本节内容则是侧重于化学能转化为电能的研究，从知识上说则是氧化还原反应的重要应用之一，也是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重要环节。

因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。

二、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。

4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。

增强环保意识。

三、教学重点、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。

四、教学方法实验探究法——通过实验，分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。

五、2课时五、教学过程能源的分类1、按取得方式：①一次能源----流水、风力、太阳能、煤、石油、天然气等；②二次能源：电力、蒸汽等。

2、按能源结构：①常规能源----石油、煤、天然气、水力等；②新能源----太阳能、风能、海洋能、生物能等。

物质发生化学反应时，常常伴随有发光、发热等能量的变化，这是化学能转化为光能、热能。

那么，化学能是否可以转化为电能呢如果能，又是怎样转化为电能的呢§2-2化学能与电能（第1课时）一、火电（间接转变）1、我国目前发电总量构成：火电% 水电% 其他%（今后水电和其他发电量会逐步增加）2、火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热使水汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。

3、火力发电流程：（学生回答）化学能--------→热能-------→机械能-------→电能4、火力发电缺点：①转换环节多；②发电效率低；③能源浪费多；④环境污染严重等。

学生姓名学习小组编制教师使用日期包科领导班级学科学案编号学生评价教师评价课题 2.2化学能与电能（2）学习目标知识与技能1、使学生了解常见电池的分类、优点及适用范围。

2、使学生了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。

过程与方法运用氧化还原反应原理来理解各类电池的工作原理。

情感态度与价值观通过学习各类电池的实际应用感受化学给人类带来的进步和文明、通过了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。

学习重点一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理、性能及其应用。

学习难点化学电池的反应原理学法指导阅读学习过程§2.2化学能与电能（2）二、发展中的化学电源1.干电池：[合作探究]阅读必修2P42完成学案中的下列问题：（1)最早使用的化学电池是锌锰电池，构造如右图所示，以二氧化锰为正极，锌为负极，氯化铵水溶液为主电解液的原电池。

它是一种一次性电池，放电之后不能充电（内部的氧化还原反应是不可逆的)。

(2)锌锰电池的电极反应为：负极：Zn － 2e－＝ Zn2＋；正极：2NH4＋+2e－＝ 2NH3↑+H2↑；2MnO2+H2＝Mn2O3＋H2O正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+总反应：2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O(3）锌锰电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳逐渐变薄，最后内部的糊状物的电解质会泄露出来，使电器腐蚀。

后来人们采用在外壳套上防腐金属筒或塑料筒的方法改造成了防漏电池。

(4）为了延长电池寿命和提高性能，人们将电池内的电解质氯化铵换成湿的氢氧化钾，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池。

如下图所示：碱性锌锰电池的电极反应为：负极（锌）：Zn +2OH－—2e—= Zn（OH）2；正极（MnO2）：正极：2MnO2+2H2O+2e－= 2MnOOH+2OH－电池的总反应式为：Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn（OH）2[分析讨论]碱性锌锰电池优缺点优点：比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均由提高，适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品。