北京市房山区房山中学高中化学 第二章第二节《化学能与电能（2）》教案 新人教版必修2VIP免费

北京市房山区房山中学高一化学必修二第二章第二节《化学能与电能（2）》教案新人教版教学目标：一、知识与技能理解原电池的构成及生电原理。二、过程与方法比较不同的电池，发现电池结构的共性。探究电池的构成条件。三、情感态度与价值观体验科学方法在化学研究中的重要性，培养实事求是的科学态度和探究意识。教学重点、难点：对几种常见电池的了解教学过程一、引入新课化学电源常用的化学电源化学电源是把化学能转化为电能的装置。电池内参加电极反应的反应物叫活性物质。化学电源按其工作方式可分为一次电池和二次电池。一次电池是放电到活性物质耗尽时只能废弃而不能再生的电池；而二次电池是指活性物质耗尽后，可以用其它外来直流电源进行充电而使活性物质再生的电池。二次电池又叫蓄电池，可以放电、充电，可反复使用多次。1.干电池最早使用的干电池是锌锰干电池，是一次电池，通称干电池。干电池的负极是锌，正极是石墨。石墨周围是MnO2，电解质是NH4Cl、ZnCl2溶液。其中加入淀粉糊使之不易流动，故称“干电池”。干电池的开路电压是1.5V，这种电池的优点是制作容易,成本低,工作温度范围宽；其缺点是实际能量密度低(20～80Whkg-1)，在电池贮存不用时,电容量自动下降的现象较严重。使用一定时间后，Zn筒发生烂穿或正极活性降低，使电池报废。2.充电电池（又称二次电池）充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电放电可在一定时期内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：化学能电能例如，铅蓄电池中发生的化学反应是：电池电动势为2V。电池内的H2SO4的体积质量随着放电的进行而降低。电池内H2SO4体积质量降至约1.05gcm-3时，电池电动势下降到约1.9V，应暂停使用。以外来直流电源充电直至H2SO4体积质量恢复到约1.28gcm-3时为止。可反复循环使用，所以称二次电池或蓄电池。1铅蓄电池的优点是它的充放电可逆性好，电压平稳，能适用较大的电流密度，使用温度范围宽和价格低，因而是常用的蓄电池。其缺点是较笨重，实际能量密度低(15Whkg-1～40Whkg-1)以及对环境的污染与腐蚀。3.燃料电池燃料在电池中直接氧化而发电的装置叫燃料电池。这种化学电源与一般的电池不同。一般的电池是把“发电”的活性物质全部贮存在电池内。而燃料电池是把燃料不断输入负极作活性物质，把氧或空气输送到正极作氧化剂，产物不断排出。正、负极不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的“能量转换机器”。一般燃料的利用需先经燃烧把化学能转换为热能，然后再经热机把热能转化为机械能，因此受到“热机效率”的限制。经热机转换最高的能量利用率(柴油机)不超过40%、蒸汽机火车头的能量利用率不到10%，大部分能量都散发到环境中去了。燃料电池由于是恒温的能量转化装置，不受热机效率的限制，能量利用可以高达80%以上。除此之外，燃烧燃料还会污染空气，使大气中CO2的含量大大增加，超过了植物光合作用移去的CO2量。最终结果是大气中CO2量逐渐增多。CO2气具有与温室玻璃相似的物质，将发生所谓的“温室效应”。即CO2分子收集的能量有助于温度的升高，地球将不断热起来，会使北极冰融化而使海平面升高，造成灾难性的海水上涨。燃料电池将燃料直接氧化变为电能，既避免了温室效应又充分利用能量。另外，在开辟新的能源方面，燃料电池也具有重要意义。未来的能源将主要是原子能和太阳能。利用原子能发电、电解水产生大量的H2，用管道将H2送到用户(工厂和家庭)，或将H2液化运往边远地区，通过氢-氧燃料电池产生电能供人们使用。也可利用太阳能电池电解水生产H2储存起来，在没有太阳能时可将H2通过氢-氧燃料电池产生电能，克服了利用太阳能时受时间和气候变化的影响。燃料电池是一种以电化学、化学动力学、材料科学、物理学、催化剂理论、电力电子工程等学科为基础的高新技术。自1839年威利姆(William)从原理上讲解燃料电池的实验到现在，已有150多年的发展历史，但真正使燃料电池得到飞速发展并使之接近实用阶段是最近的几十年。20世纪60年代，氢氧碱性燃料电池(AFC)的发明以及它在宇宙飞船上的...