化学能与电能导学案2.doc

高一 化学 导学案 第二章 第二节 化学能与电能第二节 化学能与电能（第2课时：发展中的化学电源）课型：新授课，总第 课时设计：陈玲玲 审核：备课组 第 周 第 课时 2017年 月 日【学习目标】1、了解常用的化学电池，并了解研制新型电池的重要性；2、理解燃料电池的工作原理；3、会书写简单的电极反应式。【学习重点】1、了解常见的化学电池；2、会书写简单的电极反应式。【学习难点】1、理解燃料电池的工作原理；2、电极反应式的书写。【知识链接】原电池工作原理【新知导学】预习任务、阅读课本4244页课文，填写下列内容1、一次电池：放电之后不能充电（内部的氧化还原反应是 的）干电池是一种一次电池，最早使用的是_，其负极是_。为防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内的电解质_换成湿的_。2、二次电池：充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以_进行（一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现化学能和电能的相互转变。（1）铅蓄电池：正极材料为_，负极材料为_，电解质为_。（2）镍镉电池：正极材料为_，负极材料为_，电解质为_。（3）锂离子电池：新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。3、燃料电池：是一种 、 的发电装置。（1）原理：利用原电池的工作原理将_和_反应所放出的_直接转化为_。（2）与其他电池的区别：反应物是由外设装备提供_和_。课堂探究1、化学电源的分类及常见的化学电源分类常见化学电源构造电池总反应正极负极电解质一次电池普通锌锰干电池2Zn + 4NH4Cl +4MnO2 = Zn(NH4)4Cl2 + ZnCl2 + 2Mn2O3 + 2H2O碱性锌锰干电池Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH银锌电池Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO铝海水电池4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3二次电池铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O银锌蓄电池Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2镍镉蓄电池2NiO(OH)+Cd+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2燃料电池氢氧燃料电池2H2 + O2 = 2H2O甲烷燃料电池CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O甲醇燃料电池2CH3OH+3O2+4KOH = 2K2CO3+6H2O肼燃料电池 N2H4 + O2 = N2 + 2H2O熔融盐燃料电池熔融态Li2CO3Na2CO32CO + O2 = 2CO2课堂探究2、原电池反应式、电极反应式的书写（1）根据原电池装置书写：负极通常负极金属本身失去电子被氧化生成金属阳离子生成的金属阳离子不与电解质溶液成分反应生成的金属阳离子与电解质溶液成分反应正极首先判断正极发生反应的物质（电解质溶液中的某种微粒或溶解在电解质溶液中的O2） 然后根据具体情况写出正极反应式（考虑电解质环境）（2）根据原电池反应书写电极反应式（充分利用双线桥分析原电池总反应式）（3）燃料电池电极反应式的书写燃料电池的电极：大多数为惰性电极（不参加电极反应）燃料（负极反应物）：H2、CO、烃(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5OH)等。介质（电解质环境）：酸性电解质溶液碱性电解质溶液熔融氧化物熔融盐步骤：写出电池的总反应（要考虑电解质环境）写出电池的正极反应根据电池的总反应和正极反应写出负极反应（注意得失电子守恒）举例：以氢氧燃料电池为例，练习书写电极反应式和电池总反应式 课堂练习1、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述不正确的是()A放电时负极反应为：Zn2e2OH=Zn(OH)2B放电时正极反应为：FeO4H2O3e=Fe(OH)35OHC放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强课堂练习2、某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极课堂练习3、(1)已知某燃料电池的总反应为2H2O22H2O，则通入负极的应是_，电极方程式为_，通入正极的是_，电极方程式为_。(2)若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质，则电极方程式，正极：_，负极：_。(3)若把H2改为CH4，用KOH溶液作电解质，则电极方程式，负极：_，正极：_。【达标测试】1、下列说法中正确的是 ()A镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C化学电池的反应基础是氧化还原反应D铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料PbO22、电子表所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应为：Zn2OH2e=ZnOH2O Ag2OH2O2e=2Ag2OH 总反应式为：Ag2OZn=2AgZnO 下列判断正确的是()A锌为正极，Ag2O为负极 B锌为负极，Ag2O为正极C原电池工作时，负极区溶液pH减小 D原电池工作时，负极区溶液pH增大3、用两根金属铂作电极，以KOH溶液作电解质溶液，从两极分别通入CH3OH(g)和O2，则对该燃料电池的下列叙述中正确的是()A负极的电极反应式为：CH3OH8OH6e=CO326H2OB负极的电极反应式为：4OH4e=2H2OO2C标准状况下，通入5.6 L O2并完全反应后，有0.50 mol电子转移D放电一段时间后，通入O2的电极附近溶液的pH减小4、有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是()每消耗1 mol CH4向外电路提供8 mol e 负极CH4失去电子，电极反应式CH410OH8e=CO327H2O 负极上是O2获得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH 电池放电后，溶液pH不断升高A B C D5、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池的说法正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B电池的总反应是2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为C4H1026e13O2=4CO25H2O6、航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学