6.1.2 化学反应与电能（学案）-高中化学人教版（2019）必修二

新授课第六章化学反应与能量第2课时化学反应与电能【学习目标】1.了解火力发电过程中的能量转化情况。2.掌握原电池的构成条件及原电池的原理。【学习活动】学习任务方法与路径目标一：了解火力发电过程中的能量转化情况。任务：（1）火力发电是我国主要的发电方式。简单地说就是利用燃料燃烧产生的热量,加热水使之形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。写出火力发电的能量转化情况。【参考答案】能量的转化:化学能热能机械能电能（2）火力发电过程中哪一步最为关键?火力发电有哪些优缺点?【参考答案】上述转化过程的关键是燃料的燃烧。燃烧反应属于氧化还原反应并释放能量。优点:廉价、方便、资源丰富;缺点:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。围绕目标一：任务由学生依据情境内容及所学知识，认真分析火力发电中的能力转化形式，并思考其优缺点。完成后由学生独立回答，教师讲评。目标二：掌握原电池的构成条件及原电池的原理。任务1：阅读教材p36——【实验6-3】内容，并观看原电池实验视频，记录实验现象，完成下列问题。【学程案·视频】课时2原电池实验实验装置实验现象实验结论锌片上有气泡，铜片上无气泡锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应锌片上无气泡，铜片上有气泡产生H2(还原反应)的位置发生了改变锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转装置中发生反应产生氢气,导线中有电流通过，该装置实现了将化学能转化为电能【概念生成】原电池：把化学能转化为电能的装置。（2）分析铜锌原电池具体变化情况，完成下列问题。电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极失电子/电子流出Zn－2e－=Zn2＋氧化反应铜正极得电子/电子流入2H＋＋2e－=H2↑还原反应电池反应的离子方程式Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑任务2：阅读教材p56，结合氧化还原反应理论及原电池知识，思考并完成下列问题。【学程案·视频】课时2化学能转化为电能实验1：实验装置实验操作电极材料实验现象解释用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接,使锌片与铜片接触,观察电流表指针是否发生偏转;用石墨棒代替铜片进行上述实验锌片、铜片电流表指针没有偏转因为没有电解质溶液,所以不能发生原电池反应锌片、石墨棒电流表指针没有偏转实验2：实验装置实验操作实验现象解释将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象锌片溶解,表面产生无色气泡锌的还原性比H2强,溶液中的H+直接生成H2,Zn失去电子生成Zn2+,离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑。再在烧杯中插入铜片,观察现象①锌片溶解,表面产生无色气泡②铜片表面无明显变化铜的还原性比H2弱,不能置换出H2,电子不能在溶液中移动,锌的电子不能转移到铜片,H+只能在锌片表面被还原成H2。取出铜片,插入石墨棒,观察现象①锌片溶解,表面产生无色气泡②石墨棒无明显变化。石墨为惰性材料,不能置换出H2,电子不能通过溶液转移到石墨棒,H+只能在锌片表面被还原成H2。实验3：实验操作和实验装置电极材料实验现象解释如图所示,选择不同的电极材料,以及稀硫酸、导线和电流表组装成原电池,观察实验现象Zn、Cu①锌片溶解②铜片不溶解,表面产生无色气泡③电流表指针偏转锌失去的电子通过导线转移至铜片表面,溶液中的H+在铜片表面获得电子生成H2Zn、石墨①锌片溶解②石墨棒表面产生无色气泡③电流表指针偏转锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面,溶液中的H+在石墨棒表面获得电子生成H2Cu、石墨①铜片不溶解②电流表指针不偏转铜的还原性比H2弱,不能发生氧化还原反应,没有电子转移,因而不能产生电流【实验小结】构成原电池的条件：①有自发的氧化还原反应②有电极——正、负极③电解质溶液④形成闭合回路任务3：阅读教材p38内容，完成下列问题。（1）根据锌锰电池的构造示意图，完成下列问题。一次电池——锌锰干电池构造示意图工作原理负极锌筒锌被氧化，逐渐消耗电解质氯化铵糊正极石墨棒二氧化锰被还原特点放电后不能充电便于携带，价格低（2）常见的充电电池有哪些？它们具有哪些特点？【参考答案】铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等都是常见的充电电池。它们放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。（3）燃料电池中能量是如何转化的?它们具有哪些特点。【参考答案】燃料电池中能量的转化是直接将化学能转化为电能。将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。特点:①清洁、安全、高效;②反应物不是储存在电池内部,而是由外部提供;③供电量易于调节,能适应用电器负载的变化,且充电时间较短。围绕目标二：任务1由学生按照实验操作要求进行实验或观看实验视频，记录现象并思考完成问题。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师点评。任务2由学生阅读教材，并按实验操作要求进行实验或观看实验视频，记录实验现象，完成问题。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师讲评。任务3