鲁科版高中化学选修4全册教案

鲁科版高中化学选修4

全册教案

鲁科版高中化学选修4教案

第一章化学反应与能量转化

第一节化学反应的热效应

—、教材分析：

本节首先通过中和热的定量测定，介绍了化学反应伴随着的能量变化，从能量（热量）

变化的角度研究化学反应，就是热化学。又结合高一必修二第二章对化学反应中能量的变化

的初步介绍，也就是放热反应和吸热反应，介绍了热化学的基本概念——熔变。既然化学反

应同时含.有能量的变化和物质种类的变化，所以要有新的化学用语来表示，引出了热化学

方程式。并通过热化学方程式引出了盖斯定律——化学反应，无论是通过一步完成还是通过

几步完成，只要产物种类状态确定，那么反应焙变也是确定的。

二、教学设计及思路：

本节教学内容计划分三个课时，第一课时通过中和热的定量测定这一实验，让学生通

过实验了解中和热的概念，感知化学反应的能量变化，以及这种变化的测量难度。指出研究

化学反应的反应热的方法，应;该有实验方法和理论方法。第二课时通过复习高二所学的放

热反应和吸热反应，对比、迁移、建构热化学中的基本概念——焙变，明确焰变与反应吸热

和放热的关系，了解燃烧热的概念，学会热化学方程式的书写。第三课时I通过讲练结合••的

方式，练习热化学方程式，掌握盖斯定律。

第一课时化学反应的反应热

教学目标：

知识与技能：

1.通过反应热定义的学习，了解反应热效应的定量描述与反应条件有关。

2.通过中和热的实验，了解反应热效应的定量测定原理和方法。

过程与方法：

1.通过反应热定义的学习，理解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。

2.在学习过程中，学会运用观察、对比、分析、思考等方法对所获得的信息进行处理。

情感态度与价值观：

1.体会实验成功的喜悦，感悟科学探究的乐趣。

2.养成良好的实事求是的科学态度。

教学重点：

反应热概念的含义

教学设计：

教师活动学生活动设计意图

引言：从接触化学这门学科开始，学生举例：熟悉的化学反应能量由学生已知内容，设

鲁科版高中化学选修4教案

我们就开始知道化学反应伴随着变化的形式和放热反应、吸热计问题，创设问题情

能量的变化。反应。境，引导学生进入学

学生诵读。习主题.

指出：反应热的概念(P2)和计算

公式:Q=-C(T2-T,).由学生在

书上找到，并一起诵读。

下面我们要测试一下盐酸和氢氧学生利用2〜3分钟的时间，预指导学生看书，有利

于学生阅读能力的提

化钠反应生成ImolH2O的反应热，习P3的相关内容。不清楚的提

请同学们先预习P3相关内容，不懂问。高，养成自学的习惯。

的可以提出来讨论。

指导学生分组设计实验：学生写出盐酸与氢氧化钠反应通过指导学生完成实

+的离子方程式：验，培养学生的科学

1.明确反应原理，：H+OH=H2O

2.讨论完成实验操作步骤：学生设计实验操作步骤,然后交探究精神和探究能

(参考P3活动•探究)流研讨，完善实验步骤：力。

3.计算生成ImolH2O所释放的热学生分组实验，记录实验数据，

量：并代入公式进行计算，得出答

Q=4.18X0.200(T2-T1)-0.1案。

质疑：您们已经计算了盐酸和氢氧学生讨论，思考，交流，讨论。学生得到的答案，与

化钠这一中和反应所释放的热量，学生汇报讨论结果,师生共同讨理论值有出入，学生

看看与书中所给中和热的数量论，确定中和热的定义。自然开始积极思考为

Q=-57.3kJ/mol是否相同。您们可什么？老师应该鼓励

以独立思考也可以相互讨论应该学生进一步发现问题

如何给中和热下一个定义和解决问题，帮助学

中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生提高解决问题的能

生中和反应而生成ImolHzO,这时力。

的反应热叫中和热。中和热的表

+

示：H(aq)+OH(aq)=H2O(1)学生思考后，回答。如果是硝酸，

Q=-57.3kJ/mol硫酸与氢氧化钠反应生成1

讨论：

molH20的反应热是中和热,如

醋酸与氢氧化钠反应生成1果是醋酸，该中和反应释放的热

molH20的反应热是不是中和热？量<57.3。

课堂总结(师生共同完成)：学生补充，认可。学生养成小结、回顾、

中和热的测定‘反率热(热化学)反思的习惯。

计算：

Q=-C(T2-Ti)

鲁科版高中化学选修4教案

课后作业：配套练习，预习熔变。

鲁科版高中化学选修4教案

第一节《化学反应的热效应》

第二课时化学反应的焰变

教学目标

知识与技能：

1.通过反应焰变定义的学习，了解反应热利反应焰变的关系。

2.通过热化学方.程式的学习，了解热化学方程式的意义，了解燃烧热的概念，体会热力学

的严谨性。

过程与方法：

1.通。过反应焰变概念的学习，了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。

2.在学习过程中，学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念。

情感.态度与价值观：

1.体会思考带给人的愉快情感体验，感悟化学学科学习的乐趣。

2.养成良好的实事求是的科学态度。

教学重点：

热化学方程式的正确书写

教学设计：

教师活动学生活动设计意图

学生看书，不懂的可以提问。指导学生看书，有为」

请学生们先看书p5的焰变内容。我

们来讨论一下焰的概念和特征。于学生阅读能力的提

讲解：高，养成自学的习惯。

从"焰''的字体结构可以看出，左边的

“火”意味着能量，右边的“含”意味着

贮存、含臧。也就是说“焰''就是物质

所具有的能量。学生讨论可以得出：

讨论(1):焰与质量的关系是什么？(1)同一物质在相同状态下，让学生调出自己脑子

(2)：焰与反应物所处的压强，温度质量加倍，焰加倍。里已有的相关知识，

有没有关系？(2)同一物质，高温状态能融会到新的知识中。

引出:热力学中的标准状况：lOlkPa,量比低温能量高。加深对新知识的认可

298K如果是气体，质量相同，温度和理解。

由于反应物和生成物的能量不同，我相同，压强不同，能量不同。

们通常用“焰变”来表示反应的反应压强大，能量大，压强小，能

热。量小。

讲述：山于通常状况下，大气压强的学生通过自己的积极

鲁科版高中化学选修4教案

变化忽略不计，如果反应中的能量变思考，与老师共同努

化全部转化为热能，那么：AH=QP学生结合高一所学反应放热、力，建构新的概念和

讨论：焰变和反应放热、吸热的关系。吸热与反应物生成物能量的灵活掌握概念。有利

AH=H(反应产物)一H(反应物)关系自然可以得出焙变和反于降低了概念建立的

AH<0反应放出热量放热反应应放热、吸热的关系。难度，突破教学难点。

AH>0反应吸收热量吸热反应

设问：既然化学反应同时存在物质的完成P6的交流•研讨，领会热教师尽量用简洁、启

变化和反应的焰变，如何把这两者同化学方程式的书写注意事项。发式的语言，引导学

时表达出来呢？生领会书本上的知识

热化学方程式：点。

1.遵循质量守恒定律和能量守恒定“交流♦研讨”等易于

律。学生完成的内容，绝

2.书写时要注意：对不要老师代办。尽

(1)状态(2)温度量让学生去做，学会

(3)单位(4)AH的数值与系数的学习。

倍比关系。

这四点准确了，才能保证能量守恒。

举例：请看这两个方程式：①H2(g)学生思考后，有的选择△Hi，先有疑问，有争论，

+1./2O2(g)=H2O(I)AH,=-有的选择△H2,有的不举手。才有规定。才能让学

285.8kJ/mol；®H2(g)+l/2O2(g)=生很自然的接受，燃

H2O(g)AH2=-241.8kJ/moL它们都烧热的概念。

表示氢气燃烧的反应。^曰和

都表示反应放出的热量，哪个是反应

的燃烧热呢？请举手表决。

给出燃烧热定义:在WlkPa时，Imol

物质完全燃烧生成稳定的化合物时学生作纪录。

所放出的热量，叫做该物质的燃烧

热。单位一般用kJ/mol表示。

注.意：完全燃烧是指物质中下列元素

完全转变成对应的物质：C^CO2(g),

H^H2O(I),S―S02(g)等。

课堂总结(师生共同完成)：学生补充，认可。学生养成小结、回顾、

热化学方程式V熔变A燃烧热反思的习惯。

课后一作业：P9〜Pio1、2、3；预习盖

鲁科版高中化学选修4教案

斯定律

鲁科版高中化学选修4教案

电能转化为化学能——电解

【教材分析】

电解原理和其他电化学知识•样是中学化学重要理论之一,它是无机化学中很重要的知

识，既涉及理论知识，又与元素化合物知识密切相关,是高考的重点考查点，在工农业生产日常

生活、科技领域中用途广泛，故占有重要的地位。学习电解原理等电化学理论，将为学生升

学、就业、解决生产与生活中的实际问题打下良好的基础。“电解原理”的学习，是在学生已

经学习和掌握了金属活动性顺序、氧化还原以及阴（阳）离子还原性（氧化性）的相对强弱

的比较、电解质的电离、离子反应、原电池原理以及化学化学反应中的物质变化和能量变化

等知识的基础上安排的，是电化学知识的深化和发展，具有一定的科学性。它可使学生在

接受新知识中有旧知识作基础，缓解学习困难，体现知识梯度的合理性。

【知识与技能】

1、通过电能转化为化学能的实例---电解和电镀的教学活动，了解电极原理、电解和电镀

的重要性。

2、了解日常所用的手机.、数码相机等产品的充电、放电原理。

3、通过对实验现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。

【过程与方法】

1、运过实验探究方，法，通过氯化铜溶液的电解学习电解原理。

2、播放电解原理的电脑课件，加深学生对抽象的理论的理解。

【情感态度与价值观】

渗透由现象看.本质、由个别到一般、由一般到特殊的辨证唯物主义观点。

【教学重点】电解原理和以电解CuCI2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。

【教学难点】理解电解原理以及铜的电解精练中非惰性电极时电解产物的判断。

【教学过程】

【引入】在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化

学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在我

们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？

【师问】忆一忆：在我们已学过的化学课程里，涉及利用电解反应来制取新物质的例子?

【投影】

实例被电解物质电解产物化学方程式

电解水

电解食盐水

电解融熔氯化钠

鲁科版高中化学选修4教案

电解融熔氯化钠

电解融熔氧化铝

【过渡】在电解过程中被电解的物质是怎样转化为生成物的呢？我们可以通过下面的实验作

简要的了解。

【投影】在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，

观察现象。

【投影】

实验内容实验内容所得结论

1、阴极上覆盖一层红色的固体1、阴极上有铜生成

电解氯化铜2、阴极上有气泡产生，用湿润2、阳极上有氯气生成

的碘化钾淀粉试纸检验，试

纸变蓝

【师问】这个实验说明什么问题？

【生】CuCb溶液在电流的作用下，生成了铜和氯气。电流的作用是这种变化的根本原因。

【师讲】与原电池的两极有区别，这里的两个电极叫阴极，阳极。

电解池中与电源的正极相连的叫阳极，与电源的负极相连的电极叫阴极。

【板书】1.电极名称和电极反应

阳极：与电源的正极相连的电极

阴极：与电源的负极相连的电极

【投影】［交流与讨论］试分析氯化铜溶液电解发生的反应，写出电极反应式和电解总化学方

程式。

【板书】阴极：Cu2++2e=Cu还原反应

阳极：2Cr-2e-=tCI2T氧化反应

电解的化学方程式为：CuCl2—Cu+C12T

阴极产物阳极产物

【师讲】山上可知，电解反应是电解质溶液在电流的作用下，在电极上发生的氧化还原反应

叫做电解。

【板书】一、电解

1.电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程

【师问】电解的能量转化形式是？

【生】电解是电能转化为化学能。

【板书】电解池：把电能转化为化学能的装置。

【投影】

［交流与讨论|1、使用的电极是活性的还是惰性的？

鲁科版高中化学选修4教案

2、通电前，氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子？

3、电子的流动方向如何？外电路上的电流方向怎样？

4、根据阴阳两极的反应产物分析，接通直流电源后，阴、阳离子怎样运动？

5、在CuCk溶液中,存在C『、CL、H\0H~,为什么H+和OH"没有得失电子?

【生】在阴极，由于Ci?+比H+易得电子，Ci?+得电子发生还原反应：Cu2++2e=Cu

在阳极，由于C「比OH-易失电子，0一失电子生氧化反应：2C「2e—=Cl2T

【师问】阴阳离子得失电子的顺序如何判断？有无规律？

【投影】阳极：应是失电子能力强的优先反应，

阴离子放电顺序为：（活泼电极>）S?一>1>Br>C「>OH一>含氧酸根>F

阴极：应是得电子能力强的优先反应，

阳离子放电顺序一般为：Ag+>Fe3+>Ci?*>H+>Pb?+>Si?+>Fe?+>Zr?+

说明：离子放电顺序和离子本性、离子浓度、电极材.料、电压等很多因素有关，这里凡是

一般顺序。

【过渡】电解质在溶液中电离产生自由移动的离子，直流电通过，阴阳离子定向移动，井发

生氧化还原反应，电解质还能在什么条件下发生电离？

【生】在熔融状态下，也能发生电离产生自由移动的离子。

【师讲】可见，电解质在熔融状态下通电时也能发生电解。工业上冶炼K、Ca、Na常常是

电解它的熔融盐，冶炼铝.是电解熔融的氧化铝。

【边讲边板书】3.电解原理：电解质在水溶液或熔融状态下电离出自由移动的离子，通电时，

自由离子作定向移动，阴离子向阳极移动，在阳极失去电子发生氧化反应，阳离子向阴极

移动，在阴极得到电子发生还原反应。

【师问】电解池是电能转化为化学能的装置，请大家想一想，要组成一个电解池，至少应该

需要什么条件？

【生】电源、电极、电解质溶液、用导线连接成闭合电路。

【板书】4.电解池的组成条件：

①与外加电源相连的两个电极（活泼性相同或不同）

②电解质溶液

③形成闭合电路

【师】前面我们学过了原电池，比较电解池与原电池

【投影】略（比较电解池与原电池）

二、电解原理的应用

1.电解熔融的氯化钠

2.电解氯化钠的水溶液

鲁科版高中化学选修4教案

【投影】课堂练习：

1.写出用碳棒作电极电解熔融的NaCl的电极反应式和电解的化学方程式。

2.写出用碳棒作电极电解NaCl溶液的电极反应式和电解的化学方程式。

阳极入2c「-20=C12T阴极:2Na++2e=2Na

电解熔融食盐的化学方程式为：2NaCl些Ckf+2Na

阳极：2Cl--2e=C12T阴极:2H++2e-=H2T

电解食盐水反应的化学方程式为：2NaCI+2H2。1M2Na0H+H2f+C12T

【生】阅读课本拓展视野

【师】粗铜是含有锌、银、金等杂质的铜板，将粗铜板作阳极，由于金属单质失电子的能

力强于溶液中的氢氧根离子，所以，锌和铜失电子转化为阳离子进入溶液，金、银等杂质成

为阳极泥而成降。反应如下：

【板书】3.铜的电解精练

阳极:Zn-2e=Zn?-Cu-2e=Cu2

【师】此阳极为非惰性的金属,阳极材料本身参加氧化还原反应，

以纯铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，电解时，溶液中的cJ+优先得到电子成为单质

覆盖在阴极上，

【板书】极阴:C『+2e=Cu

【师】如此进行的电解反应，可得到纯度大于99.9%的精练铜.

【板书设计】

电能转化为化学能

一、电解原理

1.电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程

2.电解池：把电能转化为化学能的装置。

3.电极名称和电极反应

阳极：与电源的正极相连的电极Cu2++2e=Cu还原反应

阴极：与电源的负极相连的电极2c「-2e—=C12T氧化反应

二、电解原理的应用

1.电解熔融的氯化钠

2.电解氯化钠的水溶液

3.铜的电解精练

阳极：Zn-2e=Zn"Cu-2e=Cu2+

极阴：Cu2++2e=Cu

鲁科版高中化学选修4教案

第3节化学能转化为电能——电池

知识与技能：通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电

池的正极和负极的方法，以及电池反应的概念；通过学习、了解常见化学电池的种类及其

工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用；

通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子，理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。

过程与方法：通过原电池装置的设计实验，培养学生动手、动脑的能力，以及分析、处理实

验数据的能力；通过交流讨论，训练学生的思维能力，培养学生获取分析处理、归纳信息的

能力。

情感态度与价值观：通过学习，使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡

献，从而赞赏化学的作用。

教学重点：原电池的工作原理，写出简单的电极反应及电池反应，金属腐蚀的电化学原理以

及据此而设计的防护原理。

教学难点：原电池的工作原理，金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。

课时安排：共五课时

教学过程：

第一课时

【联想质疑】通过电解可以将化学能转化为电能，而通过原电池可以将化学能转化为电能。

那么原电池是怎样将化学能转化为电能的呢？原电池的工作原理与电解的原理有什么异同

呢？

电池的重要性不言而喻，交通工具，人造卫星，平时我们用的手电等都需要。下面我们

就以典型的原电池为例讨论电池——化学电源的工作原理。

【板书】第3节化学能转化为电能——电池

【活动探究1】

将锌粉加入CuSC)4溶液中，测量温度的变化，分析能量变化情况。

【现象】锌片溶解，表面产生了一层红色的固体物质，溶液颜色变浅，温度升高。

【分析】发生的反应为：Zn+Cu2"^=Zn2++Cu

在这个反应中，锌失电子，直接给了与它接触的铜离子。该反应失将化学能转化为了热能。

【过渡】那么，我们能不能把这个反应的化学能转化为电能呢？下面我们来探究一下。

【活动探究2】

如果锌粉加入CuS04溶液的反应是放热反应，试设计试验将反应释放的能量转化

溶

注

意

液

分

中

析

的

溶

阴

液

阳

中

离

的

子

阴

的

CuSC>4溶液

鲁科版高中化学选修4教案

【现象】(1)电流表指针发生偏转；

(2)锌片溶解，其表面出现一层红色的固体物质；

(3)CuSC>4溶液颜色变浅；

(4)铜表面也出现一层红色的固体物质；

(5)溶液温度略有升高。

【分析】(1)(2)说明Zn失去电子变成Zr^,故在锌片上发生的反应为：

Zn—>Zn2++2e-(氧化反应)

(3)(4)说明溶液中的C/+在铜片上得到电子变成Cu,故在铜片上发生的反应为：

Cu2'+2e^——>Cu(还原反应)

(1)(2)(3)(4)说明化学能转化为电能

【板书】一、原电池的工作原理

1、原电池：通过氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置。

【分析】(2)(5)说明了锌片不纯有少量的Ci?+直接在Zn的表面得到电子被还原，故有少

量的化学能转化为热量释放出来。

【提问】大家看看这个原电池，它由儿个部分组成？

【学生】回答。

【总结并板书】2、原电池的构成：

(1)自发的氧化还原反应

(2)两个活泼性不同的电极

「金属与金属

«金属与非金属

.金属与金属化合物

惰性电极

(3)电解质溶液或熔融液

(4)闭合电路

【提问】大家都知道，电池由正负极，那么如何判断电池的正负极呢？

【交流讨论】学生交流，讨论

【师生总结.并板书】3、正负极的判断

(1)负极：

发生氧化反应的电极

失去电子的电极，电流的流入极

较活泼的电极

阴离子移向负极

常见溶解的电极

鲁科版高中化学选修4教案

（2）正极:

发生还原反应的电极

得到电子的电极，电流的流出极

较不活泼的电极

阳离子移向负极

常见由气泡冒出或由金属析出的电极

【观察思考】P21的双液原电池

Imol/LZnSCU溶液Imol/LCuSCU溶液

【现象】锌片溶解，铜片表面有红色的固体物质析出，铜片质量增加。

【分析】外电路：电子流向和得失电子的情况。

内电路：离子移动的方向

【板书】4、原电池的电路

（1）外电路：电子流动的电路（平、

（2）内电路：离子移动的电路型、阳0

【比较】双液原电池比单液原电池的优点（由现魏比较到本质的比较）:

（1）有利于最大程度的将能量转化为电能。

（2）可以获得单纯的电极反应，便于分析电极过程。

【过渡】接下来我们来看看原电池的电极方程式和总方程式的书写。书写方程式一般有两种

情况。

【板书】5、原电池的电极方程式和总方程式的书写

（1）没给总方程式

【举例】

CuSO4溶液

【板书】①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）

②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式

时应写出最稳定的物质）

鲁科版高中化学选修4教案

③写出总方程式（电子守恒）

【练习】将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入H2s和NaOH溶液中，写出两池中的

电极反应式和电池反应式。

【解答】①Mg—A1—稀H2s。4原电池：

负极（Mg）：Mg=Mg2++2e（氧化反应）

+-

正极（Al）：2H+2e=H2t（还原反应）

+2+

电池反应：Mg+2H=Mg+H2f

②Al—Mg—NaOH原电池：

--

负极（Al）：2Al+8OH=2[Al（OH）4]+4H2O+6e-（氧化反.应）

--

正极（Mg）：6H2O+6e=3H2t+6OH（还原反应）

电池反应：2Al+2OH—+2H2O=2[Al（OH）41+3H2f

【板书】（2）给出总方程式

【板书】①判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）

②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式

时应写出最稳定的物质）

③两式加，验总式

注意：若只能写出较简单一极反应式，在遵循电子守恒的条件下，可将总反应式减去阳极

反应式，即得另一极反应式

【解答】正极好写：4H2O+20,+8e-->80H-

负极：CH4+10OH——CC）32-+7H2O+8e-（总一正）

说明碱液的作用：消除CO?对CH4吸收的影响。

重点强调：电解质溶液有时候也会参与电极的反应

【小结】小结本节课的内容。

【作业】P311

【板书设计】第3节化学能转化为电能——电池

-、原电池的工作原理

1、原电池：通过氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置。

2、原电池的构成：

鲁科版高中化学选修4教案

（1）自发的氧化还原反应

（2）两个活泼性不同的电极

,金属与金属

|金属与非金属

|金属与金属化合物

惰性电极

（3）电解质溶液或熔融液

（4）闭合电路

3、正负极的判断

（1）负极：

发生氧化反应的电极

失.去电子的电极，电流的流入极

较活泼的电极

阴离子移向负极

常见溶解的电极

（2）正极：

发生还原反应的电极

得到电子的电极，电流的流出极

较不活泼的电极

阳离子移向负极

常见由气泡冒出或由金属析出的电极

4、原电池的电路p.

（I）外电路：电子流动的电［3

（2）内电路：离子移动的电，阴、阳（

5、原电池的电极方程式和总方程式的书家

（1）没给总方程式

①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）

②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式

时应写出最稳定的物质）

③写出总方程式（电子守恒）

（2）给出总方程式

①判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）

②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式

时应写出最稳定的物质）

③两式加，验总式

鲁科版高中化学选修4教案

第二课时

【复习提问】1、什么是原电池？构成原电池要有哪些条件？

2、(99理综)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，.因而受到重视.可用Li2c。3和Na2cCh的

熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO?的混合气为阴极助燃气,制得在1500C

下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

阴极反应式：O2+2CO2+4e2CO,2-

阳极反应式：；

总电池反应式:。

［引入新课】根据原电池工作的原理制成能够实际应用的原电池就是化学电源。常见的化学

电源可以分为以下几类。

【板书】二、化学电源

一次电池

..r放电时——原电池反应

(-)分类，二次电池(可充电电池)，

〔充电时—电解池反应

、燃料电池

【教师】下面我们来看看几种比较重要的化学电源，看看它们工作时所发生的反应。

【板书】(二)几种重要的电池

【阅读】指导学生阅读课本P23——P25。

【讲解并板书】

1、锌镒干电池

(1)酸性锌锦干电池

A、结构：负极为包裹电解质氯化筱和氯化锌的锌壳、正极为石墨电极

B、反应原理

2+

负极：Zn-Zn+2e正极：2NHJ+2e-2NH3+H2

总方程式：Zn+2NH4C1=ZnCl2+2NH3+H2

C、缺点：新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。

(2)碱性锌镒干电池

A、优点：克服了酸性锌镒干电池的缺点

B、结构：负极为锌粉、正极为石墨，正负极混在电解质中

C、反应原理：

--

负极：Zn+20HfZnO+H2O+2e

正极：MnO2+2H2O+2e-*Mn(OH)2+2OH-

总方程式：Zn+MnO2+2H2O=ZnO+Mn(OH)2

【过渡】碱性锌锦干电池的制作工艺要求高，使用不太普及，使用比较普及的还是可充电电

鲁科版高中化学选修4教案

池——铅蓄电池。下面我们来看看铅蓄电池的结构和工作原理

【板书】

H2s。4溶液

【讲解】铅蓄电池是有很多个这样的电池串联而成的。Pb作负极，PbO2作正极。

【板书】2、铅蓄电池

放电时：

2-

负极：Pb+SO4PbSO4+2e

+2--

正极：PbO2+4H+SO4+2e—PbSO4+2H2O

总方程式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

【教师】充电时与放电时的反应正好相反，充电的目的要是在电池负极产生的PbS04变成

Pb,正极产生的PbSCU变成Pb。?。由PbSCU变成Pb,Pb的化合价降低，要得到电子，接

在电源的负极，由PbSC）4变成PbCh，Pb的化合价升高，要失去到电子，接在电源的正极，

示意图如下：

H2s。4溶液

【板书】充电时：

2-

阴极（电池的负极）：PbSO4+2ePb+SO4

2--

阳极（电池的正极）：PbSO4+2H2OPbO2+4H+SO4+2e

总方程式：2PbSO4+2H2。=Pb+PbO2+2H2SO4

【教师】综合起来的反应，看书上P24和P25。这种电池还有一个缺点，就是太重了，单位

重量电极材料释放的电能小。下面我们看看一种新型的燃料电池。

【板书】3、燃料电池

燃料气

鲁科版高中化学选修4教案

（1）结构：

（2）常见的燃料电池注意：电，解质溶液对反应的影响

A、氢氧燃料电池

碱性电解液：

正极：2H2+40H-4%0+4e-负极：02+2H2O+4e-40H

酸性.电解液：

正极：2H2-4H++4e负极：C）2+4H++4e-2H2。

中性电解液：

-

正极：2H2-4H*+4e—负极：02+2H2O+4e-->40H

B、乙醇燃料电池（类似甲烷燃料电池）

【课堂练习】1、（1999年全国高考化学题）氢银电池是近年开发出来的可充电电池，它可

以取代会产生污染的铜银电池。氢银电池的总反应式是：l/2H2+NiO（OH）F-Ni（0H）2根

据此反应式判断下列叙述中正确的是（）

A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大

B.电池放电时，银元素被氧化

C.电池充电时，氢元素被还原

D.电池放电时，氏是负极

2、（2006广东）某可充电的锂离子电池以LiMmCh为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li,

导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4«下列说法正确的是

（）

A.放电时，LiMmCU发生氧化反应

B.放电时，正极反应为：Li++LiMmC^+e—=Li2Mn2C）4

C.充电时，LiMmCh发生氧化反应

D.充电时•，阳极反应为：Li++e=Li

3、如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂

作用下提供质子（H）和电子。电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。电池

总反应式为：2cH3OH+3O2=2CO2+4H2。。下列说法中正确的是（）

A.左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇

B.右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气

C.电池负极的反应式为：

+

CH30H+H2O—82+6H+6e

D.电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e—T4OH一

质子交换膜

【作业】P312P338

【板书设计】二、化学电源

鲁科版高中化学选修4教案

一次电池

r放电时——原电池反应

（-）分类，二次电池（可充电电池），

I充电时——电解池反应

，燃料电池

（二）几种重要的电池

1、锌毓干电池

（1）酸性锌镒干电池

A、结构：负极为包裹电解质氯化镇和氯化锌的锌壳、正极为石墨电极

B、反应原理

2+

负极：Zn^Zn+2e~正极：2NHj+2e—f2NH3+H2

总方程式：Zn+2NH4C1=ZnCl2+2NH3+H2

C、缺点：新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。

（2）碱性锌镐干电池

A、优点：克服了酸性锌镭干电池的缺点

B、结构：负极为锌粉、正极为石墨，正负极混在电解质中

C、反应原理：

-

负极：Zn+2OH-ZnO+H2O+2e~

正极：MnO2+2H2O+2e-*Mn（OH）2+2OH-

总方程式：Zn+MnO2+2H2O=ZnO+Mn（OH）2

2、铅蓄电池

放电时：

2--

负极：Pb+SO4PbSO4+2e

+2-

正极：PbO2+4H+SO4，+2e-PbSO4+2H2O

总方程式：Pb+PbO2+2H2so4=2PbSC>4+2H2O

充电时：

2-

阴极（电池的负极）：PbSO4+2ePb+SO4

2--

阳极（电池的正极）：PbSO4+2H2OPbO2+4H+SO4+2e

总方程式：2PbSO4+2H2。=Pb+PbO2+2H2SO4

3、燃料电池（1）结构：

（2）常见的燃料电池注意：电解质溶液对反应的影响

A、氢氧燃料电池

碱性电解液：

正极：2H2+40『-4H2。+4e-负极：02+2H2O+4e^->40H-

酸性电解液：

正极：2H2-4H++4e负极：O2+4fT+4e-2H2。

鲁科版高中化学选修4教案

中性电解液：

正极：2H2-4H++4e—负极：O?+2印0+4e--40H-

B、乙醇燃料电池（类似甲烷燃料电池）

鲁科版高中化学选修4教案

第三课时

【复习提问】1、1909年爱迪生发明了保铁碱性电池，其化学反应原理如下：

Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2,请判断负极和正极，电解质溶液是什么?尝试写出电极

反应。

(一)Fe+2O旷—Fe(OH)2+2e(+)NiO2+2e^+2H2O^Ni(OH)2+2OH

2、有人设计出利用C%和。2的反应，用伯电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应

类似于CH,在。2,中燃烧，则下列说法正确的是()

①每消耗lmolCH4可以向外电路提供8mole-

2-

②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+100H--^C03+7H20+8e

③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e^4OH-

④电池放电后，溶液PH不断升高

A.①②B.①③C.①④D.@@

【引入新课】由于金属腐蚀而造成的损失非常严重，全世界每年都有大量的金属设备和金属

材料都因腐蚀而报废，而由于材料腐蚀造成的事故损失则更为惨重。所以研究金属的腐蚀和

防护的意义是不言而喻的。这节课我们就来看看这方面的内容。

【板书】三、金属的腐蚀与防护

【投影】金属的腐蚀照片。

【学生】预习P27第2段。

【板书】(一)金属腐蚀

1、定义：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。

2、分类：(化学腐蚀

I电化学腐蚀

3、本质：金属失去电子被氧化成金属阳离子的过程。

【教师】化学腐蚀的例子在生活中也可以见到，比如：铜在高温下被空气中氧气氧化而变黑；

轧钢时火红的钢锭表面脱落；做饭用的铁锅天长日久越用越薄等。

【过渡】但是比较严重的还是金属因电化学作用而遭到的电化学腐蚀，下面同学们看看电化

学腐蚀的原理。

【学生】预习P27到P28倒数第2段。

【教师】电化学腐蚀根据电解质溶液的酸碱性，一般分为两种腐蚀。首先我们看看第1种情

况。

【板书】(二)金属电化学腐蚀的原理

1、吸氧腐蚀

电化学府饮示意冏

鲁科版高中化学选修4教案

(1)条件：弱酸性或中性或碱性(PH>4.3)

(2)原理：(一)2Fe-2Fe2++4e-(+)02+2H2O+4e^->4OH-

总：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

白色不溶物

4Fe(OH)2+O2+2H,0=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3TiH2O+(3—n)H2O

红棕色不溶物铁锈

【提问】如果水膜的酸性比较强，是不是还会发生吸氧腐蚀呢？下面我们来看看这种情况。

【板书】2、析氢腐蚀

(1)条件：较强的酸性(PH<4.3)

(2)原理：(―)Fe^Fe2++2e-(+)2H++2e1-H2T

【强调】如何判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀呢？最主要的还是看电解质溶液的酸碱性。要抓

住这一点，切记！

【提问】那么电化学腐蚀与化学腐蚀有什么不同呢？大家思考一下。

【投影】

化学腐蚀电化学腐蚀

条件金属跟周围物质(气体或溶液)直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象无电流产生有微弱电流产生

较活泼金属被氧化

本质金属被氧化

联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

【教师】F面我们来看看金属的防护，金属防护的原理主要还是依据金属腐蚀的原理。叫做

“据腐蚀，来防护”呀！

【学生】预习P29—P30。

【教师】我们在日常生活中也可以看到很多金属防护的例子。比如：自行车的钢圈和车铃是

在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr,不锈钢不容易生锈；衣架和电线的外面包上一层塑

料层，某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈，为什么不能用油；那么这些属于什么

防护措施呢？

【学生】回答。

【板书】(三)金属的防护措施

1、改变金属的内部结构，使金属性质改变，成为合金。

鲁科