化學能與電能【考綱及課標要求】教學目標1.掌握原電池基本工作原理2.掌握原電池基本組成條件3.能夠書寫簡單電池及電極反應方程式4.了解能量的轉化對生產和生活的影響

重點難點原電池的構成條件及工作原理化學小史

意大利解剖學和醫學教授伽伐尼，在一次解剖青蛙的實驗中意外發現，當用兩種不同金屬材質的解剖刀同時觸碰青蛙腿時，蛙腿會發生痙攣。為此，他又做了一系列的實驗，用不同金屬絲接通蛙腿時，蛙腿都會產生痙攣。蛙腿化學小史

格林太太開朗、樂觀。開懷大笑的時候，大家會發現她一口整齊潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙。一顆金牙，一顆鋼牙，這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不得其解的是，自從鑲了這兩顆假牙后，格林太太經常頭痛失眠······醫生絞盡腦汁，病情也不見好轉······

思考為什么“蛙腿會痙攣”、“兩顆假牙會引發頭痛”呢？閱讀教材39-40頁回答下列問題1、何為一次能源、二次能源？2、電能是一次能源還是二次能源？3、根據2001年我國發電總量構成圖，我國（）發電居于首位。水電站直接從自然界取得的能源稱為一次能源火電站一次能源經加工、轉換得到的能源稱為二次能源

電能是現代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。火電81.2％水電17.6％其它1.2％2001年我國發電總量構成2006年我國發電總量構成一、化學能轉化為電能火力發電原理及過程思考：火力發電的過程能量是怎樣轉化的？化學能（燃料）燃燒熱能蒸汽機械能（渦輪機）發電機電能2、火力發電的化學深層本質分析燃燒氧化還原反應氧化劑與還原劑之間發生電子的轉移火力發電將化學能經一系列能量轉化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過程關鍵本質本質引起一、化學能轉化為電能【思考與交流】火力發電有什么缺點1.煤炭是非可再生資源，會造成能源危機2.煤炭燃燒會產生污染性氣體3.經多次轉換，能量損耗大，燃料的利用率低

化學能電能

直接？實踐活動自制電池——水果電池。如下圖：稀硫酸ZnCu將一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中，有什么現象？寫出有關反應的離子方程式。實驗探究稀硫酸ZnCu現象(3)電流表指針有偏轉(2)銅片上有氣泡產生實驗2-4(1)鋅片不斷溶解一、原電池（1）定義：將化學能直接轉變成電能的裝置，稱為原電池（電源）規定：負極：正極：電子流出（或電流流進）的一極電子流進（或電流流出）的一極稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+總反應：2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑（氧化反應）（還原反應）鋅片：銅片：Cu-Zn原電池：負極：正極：（2）工作原理：e-↑e-→e-↓⊕_外電路：內電路：陽離子→正極陰離子→負極負極→正極e-這樣整個電路構成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產生電流回憶思考：通過以上實驗想想原電池是由哪幾部分組成的，構成原電池的條件又有哪些？組成：兩電極、導線、電解質溶液以及容器怎樣才能構成一個原電池呢？（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實驗實驗探究:形成原電池的條件（可以）（不可以）形成條件二：電極需浸入電解質溶液中第二組實驗實驗探究:形成原電池的條件第三組實驗形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）實驗探究:形成原電池的條件（可以）實驗探究:形成原電池的條件一

u（不可以）第四組實驗形成條件四：必須具備一個自發進行的氧化還原反應（可以）（3）原電池組成條件

①兩種活潑性不同的金屬作電極

（或其中一種為能導電的非金屬，如“碳棒”）其中較活潑金屬為負極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極

②電解質溶液

③形成閉合回路

④能自發地發生氧化還原反應兩極一液一線一反應病例回顧病例分析你能為她開一個藥方嗎？思考:???診療方案：拔掉一顆，換成和另一顆牙相同材料的假牙！學以致用（4）原電池原理的應用①制作化學電源②加快反應速率：

例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應速率。③判斷金屬活動性的強弱④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。

鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發生原電池反應而使鋼鐵遭到腐蝕

習題練習.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產生大量氣泡，b、d相連時，電子由d流向b，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為()A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>aB利用原電池電極判斷金屬性強弱⑤例：(√)(√)負極：正極：總反應：正極：負極：總反應：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4現象？（5）電極反應方程式的書寫練：你是如何判定裝置的正、負極？思考與交流正極

負極電子流入的極不活潑電極發生還原反應電子流出的極較活潑電極發生氧化反應Fe比Fe不活潑的金屬或石墨

CuSO4

、CuCl2等負極：正極：電解質溶液：請根據反應:Fe+Cu2+=Fe2++Cu設計原電池，你有哪些可行方案?Cu2+溶液（6）設計原電池作業自行設計原電池：

電池反應為Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2標注電子轉移方向，正負極，寫出電極反應方程式；并盡可能完整的闡述出它的工作原理三、發展中的化學電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池干電池堿性電池1、干電池結構及電極反應原理（1）干電池結構及電極反應原理負極：Zn—2e-==Zn2+特點：a：一次性電池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延長壽命汽車用蓄電池鋰離子電池鋰離子電池：它是新一代可充電的綠色電池，現已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機等低功耗電器的主流。2.充電電池（2）充電電池(又稱二次電池)Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(-)(+)負極:Pb+SO42--2e-==PbSO4

Pb+PbO2+4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O正極:PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O鉛蓄電池特點：電池總反應式：二次電池,可再次充電使用鋰電池

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。鎳鎘電池

特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復使用。NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L）=2Ag（S）+Cd（OH）2（S）3.新型燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池氫氧燃料電池燃料電池氫氧燃料電池的電極反應式和總反應怎么寫？

氫氧燃料電池：

總反應式：2H2+O2==2H2O

1.中性介質

正極：O2+2H2O+4e-==4OH-

負極：2H2-4e-==4H+

總反應式：2H2+O2==2H2O

2.酸性介質

正極：O2+4H++4e-==2H2O

負極：2H2-4e-==4H+

總反應式：2H2+O2==2H2O

氫氧燃料電池的電極反應式和總反應怎么寫？

3.堿性介質

正極：O2+2H2O+4e-==4OH-

負極：2H2-4e-+4OH-==4H2O

總反應式：2H2+O2==2H2O

例2：寫出甲烷燃料電池（電解質溶液為氫氧化鉀溶液）的電極反應式及總方程式：正極：

2O2+8e-+4H2O===8OH-負極

CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O總反應：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O反應后溶液的pH如何變化？酸性介質：正極：O2+4H++4e-===2H2O

負極：CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+

總反應：

CH4+2O2===CO2+2H2O

甲醇燃料電池在堿性條件下和酸性條件下各電極的反應

酸性條件下負極：2CH3OH-12e-

＋2H2O==2CO2↑＋