2019人教版高中化学选择性必修1 第4章 第1节 第2课时-化学电源(新课标教案教学设计)

第2课时化学电源[核心素养发展目标] 1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。

2.科学态度与社会责任：增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。

积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。

一、化学电源概述一次电池1．化学电源概述(1) 化学电源的分类原电池是化学电源的雏形，常分为如下三类：①一次电池：也叫做干电池，放电后不可再充电。

②二次电池：又称可充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生。

③燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。

(2)判断电池优劣的主要标准①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。

②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。

③电池可储存时间的长短。

(3)化学电池的回收利用使用后的废弃电池中含有大量的重金属、酸和碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。

废弃电池要进行回收利用。

(4)化学电源的发展方向小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐。

如镍氢电池、锂离子电池等。

2．一次电池：锌锰干电池普通锌锰干电池碱性锌锰干电池示意图构造负极：锌正极：石墨棒负极反应物：锌粉正极反应物：二氧化锰电解质溶液：氯化铵和氯化锌电解质溶液：氢氧化钾工作原理负极：Zn－2e－＋2NH＋4===Zn(NH3)2＋2＋2H＋正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2(1)干电池根据电解质的性质又可分为酸性电池、碱性电池、中性电池(√)(2)具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池(√)(3)废电池须进行集中处理的目的是防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染(√)(4)铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大(×)(5)燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点(√)(6)锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，比能量大(√)1．已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。

第四章《化学反应与电能》教学设计第一节原电池的工作原理第二课时化学电源池的性能和安全性也在不断提高。

我们也可以进一步思考化学电源在电动汽车中的应用，它作为电动汽车的动力来源，能够将化学能转化为电能，为车辆提供动力。

随着电动汽车的普及和发展，它对环境的贡献不容忽视。

电动汽车相较于传统燃油汽车，可以减少燃油排放和环境污染，符合环保意识和社会发展趋势。

化学电源在电动汽车中的应用和推广具有重要意义，它可以促进环保意识的普及和可持续发展。

【互动环节】【问题1】老师将学生分为小组讨论思考，结合生活中的电池使用，怎么判断优劣？【学生1】表明自己使用，看待机时长；【学生2】通过自己使用的充电宝，观察电池体积大小，输出的功率等；【学生3】结合自己用的一些小的电器，通过可以反复充电的电池判断电池价值。

【老师】对学生的生活中的常识表示肯定，总结判断电池的优劣指标。

●判断电池优劣的指标（简单了解）1.比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。

2.比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。

3.电池的可储存时间的长短。

【问题2】同学们刚才列举了很多种电池，那么这些电池都如何分类的？【学生】电池可以分为一次电池，充电电池（二次电池）。

【老师】对化学电源分类，概念进行总结：【投影】●化学电源的分类：化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等①一次电池：也叫做干电池，放电后不可再充电②二次电池：又称可充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生③燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源【交流】使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。

废弃电池要进行回收利用。

【对应练习1】下列说法错误的是()A．依据原电池的原理设计出了化学电源B．原电池是化学电源的雏形【投屏】1普通锌锰干电池常见的锌锰干电池的构造如图所示。

第2课时化学电源1.通过了解常见的化学电源,如碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、燃料电池等的工作原理,学会运用原电池分析模型,结合相关信息解释常见化学电源的主要工作原理。

2.通过了解化学电源的发展史,能从物质变化和能量变化两个角度分析新型电池的研发和应用,体会化学知识的社会价值。

知识点1 化学电源1.化学电源及其分类(1)化学电源的分类。

(2)判断电池优劣的标准。

①比能量:单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

②比功率:单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

③电池可储存时间的长短。

(3)化学电池的回收利用。

废旧电池中通常含有重金属、酸和碱等物质,应回收利用,既减少污染,又节约资源。

2.常见的化学电源(1)一次电池(以碱性锌锰电池为例)。

①基本构造与工作原理。

Zn+2OH--2e-Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2②性能与适用范围:比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高,适用于大电流和连续放电。

(2)二次电池(以铅酸蓄电池为例)。

①构造。

②工作原理。

总反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。

③优点与缺点。

a.优点:可反复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,在生产、生活中广泛应用。

b.缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染环境。

1.判断正误。

(1)手机中用的锂离子电池属于一次电池。

( )(2)废旧电池属于有害垃圾,应回收集中处理。

( )(3)铅蓄电池工作时,S O42-只向PbO2移动。

( )(4)锂电池由于Li性质活泼,所以不能用水溶液作电解质溶液。

( )答案:(1)×(2)√(3)×(4)√2.日常所用锌—锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒,以糊状NH4Cl 作电解质,电极反应为Zn-2e-Zn2+,2MnO2+2N H4++2e-Mn2O3+2NH3+H2O。