高一化学教案第二章 3Word格式文档下载.docx
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[设问]以上器材都以什么作能源?
[回答]化学电池作能源。
[讲述]电能是使用最广泛、最方便、污染最小的二次能源(见资料卡片)。
在化学反应中化学能的变化通常表现为热量的变化,即化学能转化成热能。
那么,物质中的化学能在什么条件下直接转化为电能?
又是如何转化的呢?
[板书]第二节化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化
[投影]长江三峡水利枢纽工程是我国具有防洪、发电、航运等综合效益的特大型工程,枢纽主要建筑物由大坝、电站、通航等建筑物三大部分组成,泄洪坝段位于河床中部,两侧为发电站。
三峡工程位于中国湖北省宜昌市三斗坪,是世界最大的水利枢纽工程,大坝为混凝土重力坝,坝轴线全长约为2309米,水库正常蓄水位175米,总库容393亿立方米。
[设问]为什么我国要建设三峡水电站?
长江三峡水电站建设具有什么重要意义?
[回答]长江三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程,它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益,提供大量的清洁能源
。
[探究·
分析]火力发电利与弊分析。
要素:
(1)电力在当今社会的应用和作用。
(2)我国目前和未来发电总量构成。
(3)火力发电的原理分析。
(4)火力发电对环境的污染(5)燃烧的氧化还原反应本质。
[投影]1.2001年我国发电量构成图
2.资料:
若用火力发电每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨,二氧化硫200万吨,一氧化碳1万吨,氮氧化合物37万吨,工业废渣约1200万吨以上。
3.火力发电厂能量转化:
化学能→热能→机械能→电能。
4.火力发电厂工作原理:
[设问]燃烧反应是否是氧化还原反应?
氧化还原反应的本质又是什么?
[回答](阅读课本后)氧化剂与还原剂之间发生电子转移,引起化学键的重新结合,伴随体系能量的变化。
如煤燃烧、铝与盐酸反应放热等。
[反问]能否将化学能直接转化为电能?
[实验]我们已经学习了有关金属的一些知识,了解了锌和铜的性质。
锌是比较活泼的金属,能溶于稀硫酸,铜是不活泼金属,不溶于稀硫酸。
如果我们把锌片和铜片连接在一起,同时放到稀硫酸中,会发生什么现象呢?
下面我们做这个实验。
[学生实验]见教材实验2-4。
[提问]大家看到了什么现象?
[回答]电流计指针发生偏转,说明导线中产生了电流。
[讲述]把锌片和铜片的上端连接在一起,放入稀硫酸中,在导线中有电子流动,构成一个小电池,我们叫它原电池。
下面我们就来研究原电池的原理及其应用。
[讲述]若在以上实验中,按如下要求进行实验,你又会看到什么现象?
[实验过程]
[
组内讨论交流和小组之间汇报总结]
[练习]写出③④中锌片和铜片上变化的离子方程式、反应类型及电子流向。
[提问并板书]1、
锌片:
Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
铜片:
2H++2e-=H2↑(还原反应)电子由锌片经导线流向铜片
[讲述]我们知道,物质发生反应时,常伴有化学能与热能、光能等的相互转化。
例如,镁条在空气中燃烧的化学反应,伴有放热、发光等现象。
这说明化学能转变为热能和光能。
那么,我们做的以上实验是化学能转变为哪种能呢?
(学生回答)
[教师总结]这种化学能转变为电能的装置叫做原电池。
[板书]原电池的定义:
化学能转变为电能的装置。
[讲述]这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打
捕捉到并加以研究,发明了世界上第一个电池------伏打电池,即原电池。
[观看投影及flash]模拟原电池两极的氧化还原反应
[投影](学生填写下表)
[引导思考]原电池的两极材料如何选择呢?
[科学探究]原电池的构成条件探究。
实验目的:
使学生学会控制实验条件的方法。
活动形式:
学生分组实验。
实验类型:
对比实验。
探究要求:
1.组织学生根据实验用品,如Zn、Cu、石墨棒、Fe、稀硫酸、乙醇、CuSO4溶液、
ZnSO4溶液,导线、西红柿(或其他水果)、电流计等自己设计对比实验。
2.让学生设计表格整理实验信息,然后将化学事实用化学式表达出来。
实验过程:
[活动总结汇报]经过对几种原电池的研究后,总结出原电池两极的判断方法:
活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极;
不活泼金属(或石墨)→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。
[板书]2.组成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极
②电极材料均插入电解质溶液中
③两极相连形成闭合电路
[练习]X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成原电池时,Y为电池的负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X
[小结]按板书的内容,归纳本书的内容和要点
[作业]课本习题p391、3
家庭实验:
用橘汁作电解液也可以组成原电池,回家可以用其他金属、水果、液体再试一试,把两个极板的另一端通过导线接触耳机的两极,仔细听听有什么声音,并想想说明什么问题?
[板书计划]第二节化学能与电能
1.锌片:
铜片:
2H++2e-=H2↑(还原反应)
电子由锌片经导线流向铜片
原电池的定义:
2.组成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极
②电极材料均插入电解质溶液中
③两极相连形成闭合电路
(第二课时)
教学目标:
1.了解生活中常用的化学电源和新型化学电池;
2.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。
3.感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题,初步形成较为客观、正确的能源观。
重点、难点:
通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解,进一步巩固原电池原理。
教学过程:
[复习]原电池构成条件及工作原理。
(见课件PPT)
[引言]人们应用原电池原理,制作了多种电池,如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等,以满足不同需要。
我们课我们具体来学习几种利用化学能转变为电能的化学电源。
[板书]二、发展中的化学电源
[讲解]上述原电池的结构较简单,携带也不方便,当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。
下面我们来学习第一种:
[学生]请学生们阅读P37页,根据负极发生氧化反应,正极发生还原反应,来推断在各种电池中,谁做负极,谁做正极,试写出在各电极上可能发生的电极反应及总反应。
[板书]
1.干电池
负极(锌筒):
Zn—2e—=Zn2+;
正极(石墨):
正极:
2NH4++2e-=2NH3+H2
电池的总反应式为:
Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2
副反应:
H2+2MnO2=Mn2O3+H2O4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+
[讲解]干电池是用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围填充氯化铵和淀粉糊作电解质,还填有MnO2黑色粉未,吸收正极放出H2。
淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。
2.铅蓄电池
[讲解]铅蓄电池可放电亦可充电,它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳,在正极板上有一层棕褐色的PbO2,负极是海棉状的金属铅,两极均浸入硫酸溶液中,且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。
[分析]放电时起原电池的作用。
负极:
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
蓄电池充电和放电的总化学方程式为:
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
[讲解]当放电进行到硫酸的浓度降低,溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用,需充电,充电时起电解池的作用。
3.碱性蓄电池
[讲述]1970-1975开发了先进的银锌、镍镉电池技术。
1975-1983美国海军生产潜水艇用银锌电池。
1979-1987美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。
1998-1992美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。
[板书]银锌电池:
Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
银锌电池充电和放电的总化学方程式为:
Zn+Ag2O+H2O
2Ag+Zn(OH)2
[讲解]正极壳填充Ag2O和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液KOH。
[板书]镉镍电池:
Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-
镉镍电池充电和放电的总化学方程式为:
2NiO(OH)+Cd+2H2O
2Ni(OH)2+Cd(OH)2
[讲解]负极材料:
Cd,正极材料:
涂有NiO2,电解质:
KOH溶液。
[讲解]还有一种新型高效氢氧燃料电池,主要用于航天领域,它的电极一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等,电解质溶液为40%KOH溶液。
4.燃料电池(碱性)
电极反应:
2H2+4OH——2e—=4H2O
O2+2H2O+2e—=4OH—
电池的总反应为:
2H2+O2=2H2O
[讲解]该电池的特点是能量转化率高,可达70%以上,且其燃烧的产物为水,因此不污染环境。
[练习]新型燃料电池:
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别
通甲烷和氧气。
写出电极反应式:
答案:
CH4+10OH—-8e-=CO32-+7H2O
2O2+4H2O+8e-=8OH-
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
[讲解]除上述四种电池外,还有铝—空气电池、海水电池、锂电池等各种电池。
[简介]绿色电池种种………
[小结]由化学方程式书写电极反应式:
①找出氧化反应和还原反应的物质,确定正负极反应的物质;
②利用电荷守恒分别写出电极反应式;
③验证:
两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。
[作业]P392、4、5
[板书计划]二、发展中的化学电源
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
银锌电池:
Zn+Ag2O+H2
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- 高一化学教案第二章 高一化学 教案 第二