高中化学 第二章 化学键 化学反应规律 第二节 化学反应与能量转化 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池学案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册化学学案VIP免费

第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池课程标准核心素养1.能分析原电池的工作原理，能书写简单的电极反应。2.能辨识简单原电池的构成要素。3.能举出化学能转化为电能的实例。4.能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。1.宏观辨识与微观探析能从宏观(能量变化)和微观(电子转移)相结合的视角分析原电池的组成和工作原理。2.科学探究与创新意识提高实施实验的能力，发展创造性体验和想象创新能力。原电池的工作原理1．现在，化学电池已成为人类生产和生活的重要能量来源之一，各式各样的化学电池的发明也是化学科学对人类的一个重大贡献。化学电池是根据原电池原理制成的。2．原电池——化学能转化为电能原电池是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。3．初识氢氧燃料电池如图是一个简易的氢氧燃料电池的实验装置示意图。用图a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验。(1)在图b所示装置中，氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，其中氢气分子中的氢原子在左侧石墨电极上失去电子，氢气作为电池的负极反应物；氧气分子中的氧原子在右侧石墨电极上得到电子，氧气作为电池的正极反应物。稀硫酸中存在的自由移动的离子起到传导电荷的作用，导线起到传导电子的作用。(2)物理学认为，在一个有电源的闭合回路中，产生电流的原因是电源给用电器提供了电势差。简易氢氧燃料电池能够给用电器提供电势差，是由于在两个石墨电极上有得失电子能力不同的物质——氢气和氧气；当形成闭合回路时，便会产生电流。(3)工作原理原电池的基本工作原理是，还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。其中，还原剂(如氢气)在负极上失去电子，是负极反应物；氧化剂(如氧气)在正极上得到电子，是正极反应物；电极材料(如石墨电极)通常是能够导电的固体。此外，还要有能传导电荷的电解质(如稀硫酸)作为离子导体；而导线则作为电子导体，起到传导电子形成闭合回路的作用。4．简单原电池的构成要素(1)一个反应：氧化还原反应；(2)两个电极：相对活泼的金属做负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属做正极；(3)两个导体：能提供自由移动的离子的电解质溶液作为离子导体；用电子导体(即导线)连接成闭合回路。1．原电池的工作原理工作过程中电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，与外电路构成闭合回路。2．原电池正负极判断(从5个角度思考判断)一般而言，原电池负极金属活泼性大于正极金属，但也有特例，如MgAlNaOH(aq)原电池中，Mg做正极，Al做负极；FeCu浓HNO3原电池中，Fe做正极，Cu做负极。1．判断正误(1)所有的化学反应均能设计成原电池。()(2)原电池的负极金属一定比正极金属活泼。()(3)原电池的负极一定发生氧化反应。()(4)原电池工作时，电子通过电解质溶液由正极移向负极。()(5)原电池工作时，正极一定产生气体。()(6)原电池中化学能全部转变为电能。()(7)原电池的两极只能用金属材料。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×2．下列装置能构成原电池的是(连接两个电极的均是金属导线)()解析：选D。A中两极金属活泼性相同；B中无电解质溶液；C中没构成闭合回路。3．已知空气锌电池的电极反应为锌片：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；碳棒：O2＋H2O＋2e－===2OH－，据此判断，锌片是()A．正极并被还原B．正极并被氧化C．负极并被还原D．负极并被氧化解析：选D。由电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O可知，Zn失电子被氧化，发生氧化反应，做负极。设计原电池1．设计原电池的基本思路以Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑为例说明。(1)将氧化还原反应分成两部分，负极反应为氧化反应：还原剂－ne－===氧化产物；正极反应为还原反应：氧化剂＋ne－===还原产物。实例：负极反应为Zn－2e－===Zn2＋；正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。(2)选择正负极材料和离子导体，以电极反应为依据，根据原电池的工作原理确定电极材料和离子导体。通常，还原剂为负极材料，氧化剂为离子导体中某种阳离子，正极材料比负极材料的活动性弱或使用石墨做电极。(3)画出原电池的装置简图。2．锌铜原电池...