2.2.2 化学反应能量转化的重要应用——化学电池 (共18张PPT)2022-2023学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

(课件网) 第2章 化学键 化学反应规律 第2课时 化学反应能量转化的重要应用 —化学电池 第2节 化学反应与能量转化 学习目标 1．了解原电池的构成条件，理解原电池的工作原理。 2．会写电极反应式。 3．了解化学电池的类型。 1．通过化学到电能的转换，培养学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 2．通过了解新型电池的用途，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性，增强社会责任感。 核心素养 情境思考 动力系统：氢燃料电池 这种化学能到电能的转化如何实现呢？ 氢氧燃料电池被认为是利用氢能 解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池可将化学能直接转换 为电能，能量转换效率通常为60% ～ 80%，而且污染少、噪音小、装置可大可小、使用方便。 一、原电池 1．定义：利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置 这种装置是如何构成的呢？ 只有氧化还原反应才能有电子转移，有机会形成电流 氧化还原反应在这样的装置中是如何产生电流的呢？ ？ 新知梳理 一、原电池 初识氢氧燃料电池 现象： 电解后产生H2、O2的两端与电流计连接构成回路，指针偏转。 视频导学 一、原电池 2．原电池的构成 电极 H2 O2 硫酸溶液 电解质 导线 导 线 电极 电极反应物 导体 离子导体 电子导体 新知梳理 请观察动画，理解氢氧燃料电池的工作原理 观察现象，分析结论： H2、O2 在两个电极上分别失e- 、得e-， 电子在电极与导线间移动，离子在溶液中移动。 视频导学 氢氧燃料电池的工作原理 负极 离子在溶液中移动构成回路 沿负极 → 导线 → 正极 e- (1)负极：流出电子的电极(电势较低) 正极：流入电子的电极(电势较高) (2)电子流向： H2失e- 正极 O2得e- 新知梳理 一、原电池： 3．原电池的工作原理 还原剂在负极发生氧化反应同时氧化剂在正极发生还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。 4．电极反应 负极 2H2 – 4e- === 4H+ 正极 O2 +4e- + 4H+=== 2H2O 阴离子移向 阳离子移向 新知梳理 二、原电池原理的应用———设计原电池 利用所给用品设计简单的原电池 锌片，铜片，石墨棒，稀硫酸，稀盐酸； 烧杯，导线，电流表，开关。 新知梳理 Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 ↑ 氧化还原反应 原电池 氧化反应、还原反应分开进行 形成闭合回路 负 极 正 极 负极反应物 负极材料 正极反应物 正极材料 离子 导体 电子导体 二、原电池原理的应用———设计原电池 （一）基本思路 1．化学反应： 2．设计过程： 新知梳理 设计思路及依据 实验装置 实验现象 确定负极 确定正极 构成闭 合回路 氧化还原反应：Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 ↑ 选择负极反应物： 选择负极材料： 选择正极材料： 选择正极反应物： 选择离子导体： 选择电子导体： 锌片 铜片 电流表 （二）设计方案 （石墨） Zn Zn H+ Cu(石墨) HCl(H2SO4) 导线 逐渐溶解 表面有气泡 指针偏转 电极反应 负极 正极 Zn – 2e- === Zn2+ 2H+ + 2e- === H2↑ 新知梳理 类 型 干电池(一次电池) 充电电池(二次电池) 燃料电池 具有能量转换效率高、能长时间提供电能等 优点而主要应用于航天和军事领域 三、化学电池 新知梳理 1.如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后， 在读书卡上的记录如下。实验后的记录： ①Cu为负极，Zn为正极 ②Cu极上有气泡产生，发生还原反应 ③向Cu极移动 ④若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体 ⑤电子的流向是Cu→Zn ⑥正极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，发生氧化反应 则卡片上的描述合理的是(　　) A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④⑤ 锌是负极，铜为正极 × √ 阴离子移向负极 × 2H＋＋2e－===H2↑ √ 电子由负极Zn→正极Cu × B 正极得电子，2H＋ ... ...