人教版选修4 第4章第2节 化学电源 说课课件（30张）.pptx

第四章电化学基础原电池 化学电源 说课内容 对教材和学情的思考 5 1 2 4 教学目标 教学策略 3 教学障碍 通过以前章节的学习 学生已经掌握了能量守恒定律 化学反应的限度 化学反应进行的方向和化学反应的自发性 以及原电池的原理等理论知识 为本节的学习做好了充分的理论知识准备 化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性 和广阔的应用范围的技术产品 本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展 将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来 帮助学生进一步的深入认识化学电池 1 对教材和学情的思考 一 对教材和学情的思考 必修2 双液电池工作原理 选修4 负极电解质正极 化学电源工作原理 铜锌原电池工作原理 2 教学目标 1 能够说出常见化学电池的分类 优点及质量优劣的判断标准 2 知道一次电池 二次电池 燃料电池的基本构造 工作原理 性能和适用范围 3 在给定电极材料 氧化还原反应原理等情况下 能够写出常见化学电源的电极反应式和总反应方程式 并形成书写电池电极反应式的一般思路 4 通过学习各类电池的实际应用感受化学给人类带来的进步和文明 通过了解废旧电池对环境的危害 树立环保意识 3 教学障碍 化学电源是高中化学的重点 也是高考的热点 而电极反应属于氧化还原反应的半反应 故又是高中化学的一个难点 在平常练习 模拟考试或者是高考中 经常会遇到一些在教材中没有出现的陌生电池 书写电极反应方程式时就会遇到障碍 要么无从下手 要么费时费力 4 教学策略 必修2学习电化学主要知道 是什么 及 会怎么样 到了选修4学习电化学 则更多的是让学生明白 为什么 并了解 如何做 因此 选修4电化学基础的第一节原电池的教学中 由单液电池到双液电池 就要引导学生关注如何改进设计 提高电池效率 在化学电源一节 继续电池设计的主线 引导学生从化学能转换为电能的原理角度分析化学电源 回忆复习原理形成条件 设计实验分池盐桥 探究分析双液原理 原电池 环节1 回忆复习 此铜锌原电池装置中正负极分别发生了什么反应 电流是如何产生的 引发回忆 思考 奠定理论基础 第一次理论分析 原有认知 闭合回路的形成 环节2 橘子实验提炼模型 单池 分池 膜 分池 盐桥 环节2 橘子实验提炼模型 建立盐桥模型 介绍盐桥 盐桥中通常装有含琼胶的kcl饱和溶液 环节2 橘子实验提炼模型 分析盐桥模型的工作原理 此装置中正负极分别发生了什么反应 电流是如何产生的 环节2 橘子实验提炼模型 理论分析 果汁 含电解质溶液 zn cu g 正极 还原反应 得电子 负极 氧化反应 失电子 第二次理论分析 电流的产生 盐桥的作用 电子e yn 电流 h 环节3 实验探究完善认识 结合模型 进行理论分析 cuso4 zn cu 提供电子的物质 接受电子的物质 负极 氧化反应zn 2e zn2 正极 还原反应cu2 2e cu 负极液作用 正极液作用 第三次理论分析 电流产生动因 突破局限性 电子e yn 电流 h 三个模型三次理论分析 双池双液 双池单液 单池单液 环节3 实验探究完善认识 提供电子的物质 接受电子的物质 阴离子 负极 氧化反应zn 2e zn2 正极 还原反应cu2 2e cu 导线中的电子 导电 负极液 正极液 盐桥或膜 完善知识体系 建立原电池思维模型 阳离子 环节 评价生活中的常见化学电源 环节 分析常见化学电源电池反应 了解其装置与性能 环节3 了解燃料电池工作原理 化学电源 七嘴八舌谈电池 话题1 你知道哪些电池 它们有哪些应用 2 生活中实用电池与其他能源 原电池相比较有哪些优点 3 你如何评判一块电池的优劣 4 你能根据电池特点将其分类吗 用途广泛的电池 用于 神六 的太阳能电池 笔记本电脑专用电池 手机专用电池 摄像机专用电池 各式各样的纽扣电池 小型高性能燃料电池 阅读教材p74页并回答问题 1 化学电池与其它能源相比有哪些优点 2 判断电池的优劣标准主要是什么 3 目前化学电池主要分哪几大类 能量转换效率高 供能稳定可靠 可以制成各种形状和大小 不同容量和电压的电池和电池组 使用方便 易于维护 并可在各种环境下工作 单位质量或单位体积所能输出电能的多少 即比能量的大小 输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短 除特殊情况外 质量轻 体积小而输出电能多 功率大 储存时间长的电池 其质量好 化学电池 氢气 甲醇 天然气 煤气与氧气组成燃料电池 电池中的反应物质消耗到一定程度 就不能再次利用 又称充电电池或蓄电池 放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生 恢复工作能力 可多次重复使用 是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源 又称连续电池 1 干电池 普通锌锰电池 锌筒 石墨棒 mno2和c nh4cl zncl2和h2o等糊状物 练习 写出锌锰干电池的电极反应方程式 负极 正极 总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了 我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生 请推测可能是干电池中的什么成分起了作用 zn 2e zn2 2nh4 2e 2nh3 h2 h2 2mno2 mn2o3 h2o 锌筒变软 电池表面变得不平整 优点 制作简单 价格便宜 缺点 放电时间短 电压下降快 zn 2mno2 2nh4cl zncl2 mn2o3 2nh3 h2o 一 一次电池 2 碱性锌 锰干电池 负极 正极 电池反应 电解质 koh zn mno2 zn 2oh 2e zn oh 2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 思考 该电池的正负极材料和电解质 3 银 锌电池 ag2o zn h2o zn oh 2 2ag 负极 正极 zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 电池反应 碱性电池 二 二次电池 1 铅蓄电池 放电过程 pb s pbo2 s 2h2so4 2pbso4 s 2h2o pb s so42 2e pbso4 s 正极 pbo2 s 4h so42 2e pbso4 s 2h2o 氧化反应 还原反应 负极 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 正负极材料 正极 pbo2 负极 pb 电解质 h2so4溶液 充电过程 pbso4 s 2e pb s so42 还原反应 阴极 阳极 氧化反应 接电源负极 接电源正极 2pbso4 s 2h2o 2e pbo2 s h so42 2pbso4 s 2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 pb s pbo2 s 2h2so42pbso4 s 2h2o l 铅蓄电池的充放电过程 燃料电池是利用氢气 天然气 甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池 三 燃料电池 燃料电池一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池 具有清洁 能量转换率高的特点 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 1 氢氧燃料电池 电解质溶液 koh 负极 ch4 10oh 8e co32 7h2o 正极 2o2 4h2o 8e 8oh 2 甲烷燃料电池 ch4 2o2 2oh co32 2h2o 3 甲醇燃料电池 2ch3oh 4oh 3o2 2co32 6h2o 负极 2ch3oh 16oh 12e 2co32 12h2o 正极 3o2 6h2o 12e 12oh 燃料电池的规律 燃料做负极 助燃剂氧气为正极 电极材料一般不参加化学反应 只起传导电子的作用 燃料电池总反应和燃烧反应方程式相同 燃料电池与前几种电池的差别 氧化剂与还原剂在工作时不断补充 反应产物不断排出 能量转化率高 超过80 普通的只有30 有利于节约能源 缺点 体积较大 附属设备较多优点 能量转换率高 清洁 对环境好其它燃料电池 烃 肼 甲醇 氨 煤气燃料电池 书写电极反应式应注意以下几点 1 确定原电池的正负极 弄清正负极上发生反应的物质 2 电极反应是一种离子反应 遵循书写离子