化学能转化为电能——电池(讲义)

第20讲化学能转化为电能——电池[考纲要求]1。

理解原电池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

考点一原电池的工作原理及应用1．概念：把化学能转化为电能的装置。

2．工作原理(以铜锌原电池为例）（1)原理分析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电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极（2）两种装置比较①盐桥作用：a。

连接内电路形成闭合回路。

b。

维持两电极电势差(中和电荷），使电池能持续提供电流。

②装置Ⅰ中有部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低；装置Ⅱ中使Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定.3．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.（2）二看两电极:一般是金属活动性不同的两电极。

(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.1．判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”.(1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池（√）(2)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极（√）（3）在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路,所以有电流产生（×)（4)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动（×)(5）两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极（×)（6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(√)2．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是________。

答案：②④⑥⑦3．原电池正负极的判断方法（1）由组成原电池的电极材料判断。

一般是活动性较强的金属为________极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为____________极。

《化学能转化为电能——电池》讲义一、电池的定义与工作原理电池，简单来说，就是将化学能转化为电能的装置。

它通过一系列的化学反应，使内部的化学物质发生氧化还原反应，从而产生电流。

在电池内部，通常存在着两种不同的电极，分别称为正极和负极。

正极和负极由不同的化学物质组成，这些化学物质具有不同的氧化还原电位。

当电池连接到外部电路时，电子从负极流向正极，形成电流。

以常见的干电池为例，其内部的主要化学物质是锌和二氧化锰。

锌在电池中作为负极，发生氧化反应，失去电子；二氧化锰则作为正极，发生还原反应，得到电子。

在这个过程中，化学能被转化为电能，为我们的各种电子设备提供动力。

二、电池的分类电池的种类繁多，可以根据不同的标准进行分类。

1、按照电解质的状态分类液态电池：如常见的铅酸蓄电池，其内部的电解质是硫酸溶液。

固态电池：电解质为固态的电池，具有更高的能量密度和安全性。

2、按照一次性使用还是可充电分类一次电池：也称为干电池，如碱性电池、锌锰电池等，使用后无法充电，只能丢弃。

二次电池：可以多次充电和放电，如锂离子电池、镍氢电池等。

3、按照化学组成分类铅酸电池：广泛应用于汽车的启动电源和储能系统。

镍镉电池：曾经在一些电子设备中使用，但由于镉的环境污染问题，逐渐被其他电池替代。

镍氢电池：性能较镍镉电池有所提升，且对环境更加友好。

锂离子电池：目前在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中应用最为广泛，具有高能量密度、低自放电等优点。

三、常见电池的特点与应用1、铅酸蓄电池特点：成本低，可靠性高，但重量大，能量密度相对较低。

应用：主要用于汽车的启动电源、电动自行车的动力电源以及不间断电源（UPS）等。

2、锂离子电池特点：能量密度高，循环寿命长，自放电率低，但成本相对较高。

应用：手机、笔记本电脑、平板电脑、电动汽车等。

3、镍氢电池特点：比镍镉电池容量大，无记忆效应，对环境相对友好。

应用：数码相机、电动玩具、混合动力汽车等。

4、碱性电池特点：价格适中，电量持久，适用于低功率设备。

第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1．了解原电池的工作原理。

(重点)2．能写出电极反应式和电池反应方程式。

(重点)3．学会设计简单原电池装置。

原电池的工作原理[基础·初探]教材整理1铜锌原电池实验1．实验装置2．实验现象及分析实验现象检流计指针偏转；锌片溶解，铜片变粗电极反应负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应正极(铜极)：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应电子流向电子由锌片通过导线流向铜片电池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu能量转换化学能转化成电能1．原电池(1)定义：能将化学能转化为电能的装置。

(2)电极名称及电极反应。

①负极：电子流出的一极，发生氧化反应。

②正极：电子流入的一极，发生还原反应。

(3)原电池的构成条件。

①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。

②电解质溶液。

③构成闭合回路。

④能自发发生的氧化还原反应。

2．工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。

[探究·升华][思考探究]1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。

1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。

其基本构造如图所示。

问题思考：(1)该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO2－4通过盐桥移向锌极吗？【提示】该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO2－4不会通过盐桥移向锌极。

(2)取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？【提示】取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。

(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？【提示】将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。

《化学能转化为电能——电池》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《化学能转化为电能——电池》。

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、板书设计这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析1、教材的地位和作用“化学能转化为电能——电池”这一内容是人教版高中化学必修 2 第二章第二节的内容。

本节内容是在学生已经学习了氧化还原反应、金属的性质等知识的基础上，进一步探究化学能与电能的相互转化。

通过本节课的学习，学生将对化学反应中能量的变化有更深入的理解，为后续学习电解池等知识奠定基础。

同时，电池在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，学习本节内容对于培养学生的科学素养和实际应用能力具有重要意义。

2、教材内容的编排教材首先通过“锌铜原电池实验”引入主题，让学生直观地感受到化学能可以转化为电能。

接着，详细介绍了原电池的工作原理、构成条件以及常见的化学电源。

在介绍化学电源时，教材重点讲解了干电池、充电电池和燃料电池的工作原理和特点。

二、学情分析1、知识基础学生已经掌握了氧化还原反应的基本概念和金属的性质，具备了一定的化学基础知识和实验操作能力。

2、认知能力学生具备一定的观察、分析和推理能力，但对于抽象的化学原理理解起来可能存在一定困难。

3、学习兴趣电池在生活中随处可见，学生对电池的工作原理和应用往往充满好奇，这为教学提供了良好的契机。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。

（2）掌握原电池的构成条件，能够设计简单的原电池。

（3）了解常见化学电源的工作原理和特点。

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解决问题的能力。

（2）通过对原电池工作原理的分析，培养学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。

3、情感态度与价值观目标（1）通过对化学能与电能相互转化的学习，让学生感受化学知识在实际生活中的应用价值，激发学生学习化学的兴趣。

第三节化学能转化为电能——电池【学习指导】一、原电池的工作原理1．概念：化学能转化为电能的装置2.工作原理：负极：失去电子（化合价升高），发生氧化反应正极：得到电子（化合价降低），发生还原反应3. 原电池的构成条件（1）自发进行的氧化还原反应；（2）活泼性不同的两极；（3）电解质溶液，并形成闭合回路。

4.电极反应：（1）负极反应：X→X n－+ne-（2）正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应5.原电池的正、负极的判断方法：（1）由组成原电池的两极的电极材料判断。

一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。

注意：如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池；Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。

都是相对不活泼金属作负极。

（2）根据电流方向或电子流动方向判断。

电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。

（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子向正极移动，阴离向负极移动。

6.原电池电极反应式的书写方法（1）写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）。

（2）根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应。

（3）氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应，要生成对应的稳定产物。

（4）验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。

二、化学电源1. 碱性锌锰干电池负极（锌）：Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-正极(石墨)：MnO2+2H2O+2e-→Mn(OH)2+2OH-总反应式：Zn+MnO2+H2O = ZnO+Mn(OH)22.铅蓄电池(H2SO4作电解质)负极：Pb + SO42- PbSO4+2e-正极：PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O总反应：Pb + PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O3.(1)氢氧燃料电池（多孔石墨作电极材料，KOH作电解质）负极：2H2+4OH-→4H2O+4e-正极：O2+2H2O+4e-→4OH-总反应：2H2+ O2＝2H2O(1)氢氧燃料电池（多孔石墨作电极材料，H2SO作电解质）负极：2H2→4H++4e-正极：O2+4H++4e-→2H2O总反应：2H2+ O2＝2H2O三、金属的腐蚀和防护1.不纯的金属（或合金）在电解质溶液中的腐蚀，关键形成了原电池，加速了金属腐蚀。