人教版必修2第2章第2节　化学能与电能第1课时课件（37张）.pptx

第二节化学能与电能 知识与技能 使学生了解原电池的工作原理 掌握构成原电池的条件 能正确判断电池的正负极以及书写电极反应式 过程与方法 学习分析 推理 归纳和总结的逻辑思维方法 培养发现问题 分析问题和解决问题的能力 情感 态度与价值观 通过学生小组探究实验活动 体验并享受探究的快乐 培养学生自主探索创新精神 并培养学生增强环境保护意识 三维目标 重点 初步认识原电池概念 原理 组成及应用 难点 通过对原电池实验的探究 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值 重点难点 本节教学过程中要注意以下几个方面 1 及时回顾旧知识 本节教学目的是引导学生探究原电池的工作原理 由于原电池利用的原理是氧化还原反应 在课前可以要求学生复习必修1中氧化还原反应的知识 例如让学生阅读教材或演练习题等 2 改进实验教学 教学过程中可以设计对比实验 例如将锌 铜分别插入稀硫酸中与锌铜用导线连接插入稀硫酸中 让学生观察和记录实验现象 利用所学知识分析产生的原因 体会原电池中的氧化还原反应 感受原电池的形成条件 3 把握教学内容深浅度 严格按照课程标准进行教学 例如进行充电电池的教学时 不要拓展到充电过程 电解池 教学建议 导入一 我们的生活中离不开各种电池 交通运输工具需要配备电池 人造卫星 宇宙飞船必须携带电池 我们的日常生活也要使用电池 那么电池的工作原理是什么 怎样实现由化学能到电能的转化呢 导入二 化学史话 奇妙的青蛙腿 伽伐尼电流 同学们 在化学的发展史上有很多有趣的故事 例如 十八世纪末 意大利解剖学和医学教授伽伐尼在做青蛙手术时 将剥去皮的新鲜蛙腿放在铁盘中 用铜制手术刀接触蛙腿 蛙腿竟然抽搐了 新课导入 青蛙腿为什么会抽搐呢 这个奇怪的现象引起当时许多科学家的思考并进行了大量的研究 今天 让我们穿过时光隧道 重回十八世纪末 把培养皿想象成解剖台 锌粒代替铁盘 铜片代替铜刀 稀硫酸代替蛙腿中的体液 和科学家们一样用实验来解决问题 新课导入 第1课时化学能与电能的相互转化 1 通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质 2 理解原电池的概念及工作原理 3 了解原电池的构成与设计 学习目标 1 一次能源和二次能源2 燃煤发电的能量转化 1 过程 化学能 能 能电能 2 氧化还原反应 是使化学能转换为电能的关键 能源和构成原电池的条件 新课探究 知识点一 直接 加工 转换 热 机械 燃烧 3 构成原电池的条件 1 实验探究 新课探究 有气泡产生 反应 无明显现象 不反应 新课探究 逐渐减少 锌片上无气泡产生 有气泡产生 偏转 化学 电 2 原电池 定义 将 能转化成 能的装置 工作原理 以铜 锌 稀硫酸原电池为例 化学 电 负极 失电子 zn 2e zn2 氧化反应 正极 得电子 2h 2e h2 还原反应 zn 2h zn2 h2 构成条件反应条件 自发的氧化还原反应 装置条件 a 要有两种 不同的金属 或一种金属和一种能导电的非金属 作电极 b 要有电解质溶液 酸 碱 盐的溶液均可 c 两电极浸入电解质溶液中且用导线连接或直接接触 新课探究 活泼性 思维拓展 两个活泼性不同的金属用导线连接 插入电解质溶液中就能构成原电池吗 新课探究 答案 不一定 构成原电池除具备 两种活泼性不同的金属 电解质溶液 形成闭合回路外 还必须是一个能自发进行的氧化还原反应 如右图 由于cu ag都不与稀硫酸反应 故不能构成原电池 例1如图2 2 1所示装置能够组成原电池的是 其他不能构成原电池的说明理由 新课探究 图2 2 1 答案 efga装置的两个电极的活泼性相同 电子不会流动形成电流 b装置为非电解质溶液 不能发生氧化还原反应 c装置电解质溶液在两个分开的装置中 不成形成闭合回路 d装置无导线连接电极 不能形成闭合回路 它们均不能构成原电池 新课探究 规律小结 构成原电池的四个条件 活泼性不同的两个电极 如金属与金属 金属与非金属 金属与金属氧化物 电解质溶液 酸 碱 盐的溶液均可 两电极浸入电解质溶液中且用导线连接或直接接触 自发的氧化还原反应 原电池的工作原理和正负极的判断 新课探究 知识点二 1 原电池的工作原理图示 2 原电池工作原理 1 反应类型 负极发生 反应 正极发生 反应 2 电子的移动方向 流出 经导线流向 氧化 还原 负极 正极 新课探究 3 离子的移动方向 阴离子向 移动 阳离子向 移动 这是因为负极失去电子 生成大量阳离子积聚在负极附近 致使该极附近有大量正电荷 所以溶液中的阴离子向负极移动 正极得电子 该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近阴离子数目相对增多 带负电荷 所以溶液中的阳离子向正极移动 负极 正极 思维拓展 原电池中作负极的一定是活泼金属 作正极的一定是不活泼的金属吗 新课探究 答案 不一定 在原电池中的两极可以都是活泼金属 如zn fe 稀硫酸原电池 zn作负极 也可以都是不活泼的金属 如cu ag agno3溶液 cu作负极 也可以是一种金属和一种能导电的非金属 cu c agno3溶液 cu作负极 例2如图2 2 2所示的装置 m为活泼性顺序位于氢之前的金属 n为石墨棒 关于此装置的下列叙述中 不正确的是 a n上有气体放出b m为负极 n为正极c 稀硫酸中so42 移向m极d 导线中有电流通过 电流方向是由m到n 新课探究 图2 2 2 答案 d 解析 原电池中活泼金属为负极 失去电子 即m为负极 溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为h2 则n为正极 稀硫酸中so42 移向负极 即移向m极 电流方向与电子流向相反 应由正极 n 流向负极 m 新课探究 特别提醒 原电池正负极的判断 原电池原理的应用 新课探究 知识点三 1 比较金属活动性强弱一般原电池中 较活泼金属作负极 发生氧化反应 较不活泼的金属作正极 发生还原反应 例如 有两种金属x和y用导线连接后插入到稀硫酸中 观察到x极溶解 y极上有气泡产生 由原电池原理可知 金属活动性x y 2 加快氧化还原反应的速率例如 实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气时 可滴入几滴cuso4溶液 锌与置换出的铜形成原电池 加快反应速率 3 设计原电池 1 首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应 新课探究 氧化反应 还原剂 ne 氧化产物 还原反应 氧化剂 ne 还原产物 正极反应式 负极反应式 电池的总反应式 2 根据原电池的电极反应特点 并结合两个半反应 找出正负极材料及电解质溶液 电极材料的选择 在原电池中 一般选择活泼性较强的金属作负极 活泼性较弱的金属或碳棒作正极 负极材料或还原性的物质在负极上失电子被氧化 氧化性物质在正极上得电子被还原 电解质溶液的选择 电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应 如空气中的氧气 新课探究 例如 例3某原电池的离子方程式是zn cu2 zn2 cu 该原电池正确的组成是 新课探究 答案 c 解析 根据给定反应 zn作负极 含cu2 的溶液作电解质溶液 比zn活动性弱的金属或导电的非金属作正极 则c符合题意 新课探究 方法技巧 以标氧化还原反应中电子转移的方式 确定还原剂 负极材料 氧化剂 电解质溶液中的溶质 进而按照原电池的构造原理设计合理的原电池装置 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 电能是现代社会中应用最广泛 使用最方便 污染最小的一种二次能源 2 naoh hcl nacl h2o是放热反应 可以设计成原电池 3 原电池中的阳离子由负极区向正极移动 4 在zn cu 稀硫酸原电池中 电子由锌通过导线流向铜 再由铜通过电解质溶液到达锌 5 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴cucl2溶液 气泡放出速率加快 当堂自测 答案 1 1 2 3 4 5 当堂自测 解析 2 该反应虽然是放热反应 但不是氧化还原反应 不能设计成原电池 4 电子只能在两极和外电路中流动 不能进入电解质溶液 在溶液中是阴 阳离子的定向移动 5 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴cucl2溶液 锌粒与cucl2溶液发生反应zn cucl2 zncl2 cu 铜附着在锌粒表面 与盐酸形成原电池 所以气泡放出速率加快 2 下列装置工作时 将化学能转化为电能的是 a 煤气灶b 铅蓄电池c 风力发电d 光伏发电 答案 b 当堂自测 解析 燃气灶为化学能转化为热能的装置 不是将化学能转化为电能 a项错误 铅蓄电池是原电池 是将化学能转化为电能的装置 b项正确 风力发电是风能转化为电能 c项错误 光伏发电是太阳能转化为电能 所以不属于化学能转化为电能 d项错误 3 如图2 2 3所示的装置中 属于原电池的是 答案 b 当堂自测 解析 a项不属于原电池 因为两个电极材料相同 均为石墨电极 c项酒精为非电解质 不属于原电池 d项有外加电源 也不属于原电池 图2 2 3 4 如图2 2 4为某兴趣小组制作的番茄电池 下列说法正确的是 a 电子由锌通过导线流向铜b 该装置将电能转化为化学能c 锌电极发生还原反应d 铜电极上无气泡产生 答案 a 当堂自测 解析 因为番茄汁呈酸性 即含有h 可组成原电池 依据原电池的基本知识 其中zn作负极 发生氧化反应 cu作正极 发生还原反应 电子由负极 zn 通过导线流向正极 cu h 在正极得电子 2h 2e h2 铜电极上有气泡产生 图2 2 4 5 铁及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 1 中的反应设计成原电池 请在方框内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 当堂自测 答案 1 2fe3 cu 2fe2 cu2 2 装置图如图所示 2fe3 2e 2fe2 cu 2e cu2 当堂自测 解析 首先分析fe3 与cu反应中的氧化剂 还原剂 然后依据原电池原理 再设计成原电池 依据反应2fe3 cu 2fe2 cu2 cu失电子 应为原电池的负极 正极材料选用比铜不活泼的铂丝 或导电的非金属如石墨棒 电解质溶液选用fecl3溶液 1 能将化学能转化为电能的产品是 a 日光灯管b 太阳能热水器 c 水轮发电机d 干电池 备用习题 解析 d将化学能转化为电能的产品为化学电池 d对 日光灯管将电能转化为光能和热能 太阳能热水器将太阳能转化为热能 水轮发电机将机械能转化为电能 2 如图2 2 7所示为铜锌原电池装置 下列叙述错误的是 a zn片为负极 cu片为正极 b zn片上发生氧化反应 c cu片上发生氧化反应 d cu片上有气泡产生 备用习题 解析 ccu片为正极 溶液中h 在铜片上得到电子 发生还原反应2h 2e h2 c错 图2 2 7 3 下列每组的三种物质中 两边的固体均有导线连接 插入中间的液体 其中能组成原电池的是 a zn h2so4 稀 cb cu 酒精 ag c zn ccl4 cud fe h2so4 稀 fe 备用习题 解析 ab项中的酒精 c项中的ccl4均为非电解质 d项中两电极相同 故b c d均不能组成原电池 4 将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸溶液中发生原电池反应 下列叙述正确的是 a 铜片上有h2逸出 b 正极有o2逸出 c 电子通过导线由铜片流向锌片 d 正极附近的so42 浓度逐渐增大 备用习题 解析 a铜锌原电池中铜片为正极 电极反应为2h 2e h2 a对 b错 电子通过导线由负极锌片流向正极铜片 c错 so42 向负极迁移 因此正极附近的so42 浓度逐渐减小 d错 5 依