化学反应与电能化学电源高一下学期化学人教版

化学反应与电能——化学电源2026.04.20学习目标1、了解常见的化学电源，能运用原电池思维模型分析其工作原理，能用电极反应表示其中发生的化学反应，体会变化与守恒思想。2、了解化学电源的发展史，能列举常见的化学电源；能从物质变化和能量变化的角度分析新型电池的研发和利用。CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极阳离子阴离子SO42-发生溶解产生气泡原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑外电路内电路(电解质溶液)e－复习回顾复习回顾简易电池的设计与制作【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的构成要素。【用品】水果（苹果、柑橘、柠檬等），食盐水，铜片、锌片、铝片等金属片，导线，电流表。【实验】（1）自选水果及相关用品，制作水果电池。（2）制作简易电池，并试验和比较不同材料做电极、水果的效果。水果的作用是什么？电池不可或缺的构成部分有哪些？新课导入在现代生活、生产、科学研究以及科学技术的发展中，电池发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小到电脑、电话、手机等，都离不开各种各样的电池。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种纽扣电池车用铅酸电池从口袋到太空，人类走到哪，电池就跟到哪！任务一

一次电池/干电池（放电后不可充电的电池）1、普通锌锰干电池锌筒石墨棒MnO2和C糊状NH4Cl、ZnCl2等请同学们结合资料和示意图分析：电极反应中的还原剂和氧化剂、电极材料、电解质。【资料卡片】放电时发生的主要反应为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O电极反应活性物质

还原剂：

氧化剂：电极材料

负极：

正极：电解质

ZnMnO2Zn石墨棒NH4Cl和ZnCl2混合物2MnO2+2e-+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O负极：正极：Zn-2e-=Zn2+缺点：①会发生自放电；②电解质糊状NH4Cl为酸性，会腐蚀电池的锌筒，且反应有H2生成，易造成电池膨胀及漏液现象。任务一

一次电池/干电池（放电后不可充电的电池）3、锌银电池—纽扣电池【资料卡片】纽扣式银锌电池的总反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2

电解质液为KOH溶液，请写出的电极反应式。正极：负极：Zn＋2OH−

−2e−

＝Zn(OH)2Ag2O＋2e−＋H2O＝2Ag＋2OH−2、碱性锌锰电池【资料卡片】已知该电池总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2负极：正极：Zn−2e−+2OH−=Zn(OH)22MnO2+2e−+2H2O=2MnO(OH)+2OH−

金属外壳离子型导电隔膜Zn粉和KOH混合物铜针MnO2和KOH混合物任务二

二次电池/可充电电池1、铅酸蓄电池Pb放电时：负极：_________________________；正极：____________________________________________。

负极反应物是

，正极反应物是

。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。30%的稀H2SO4

【思考】1.二次电池的总反应是可逆反应吗？2.放电与充电时，能量变化各是什么？3.铅蓄电池工作时，稀硫酸的密度如

何变化？正负极的质量又如何变化？PbO2铅蓄电池优点：电压稳定、使用方便、价格低廉。任务二

二次电池/可充电电池Li−e−=Li+MnO2+e−=MnO2−放电时总反应式：Li+MnO2LiMnO2负极：正极：2、锂电池电池“鼓包”任务三

燃料电池燃料电池是一种连续地将

和

的化学能直接转化为

的化学电源。

燃料氧化剂电能能连续不断地提供电能，能量转化率超过80%，由燃料电池组合成的发电站被誉为“绿色发电站”。任务三

燃料电池燃料电池电极反应式的书写1.氢氧燃料电池燃料电池的电极材料是固定的，正、负极均为多孔活性碳或铂或镍棒，起______、______、______作用，做______电极。吸附导电催化辅助通燃料的电极一定为负极，通O2或空气的电极一定为正极。酸性电解质碱性电解质负极反应2H2－4e－＝

4H+2H2＋4OH--4e－＝4H2O正极反应O2

＋4H+

＋4e－＝2H2OO2＋2H2O＋4e－

＝4OH-总反应2H2+O2

＝2H2O任务三

燃料电池燃料电池电极反应式的书写O2CH4负极正极2.甲烷燃料电池酸性电解质碱性电解质负极反应CH4＋2H2O－8e－＝CO2＋8H+CH4＋10OH-－8e－＝CO32-＋7H2O正极反应2O2＋8H+＋8e－＝4H2O2O2＋4H2O＋8e－＝8OH-总反应CH4＋2O2＝CO2＋2H2OCH4＋2O2＋8OH-＝CO32-＋3H2O任务三

燃料电池燃料电池电极反应式的书写3.甲醇燃料电池酸性电解质碱性电解质负极反应CH4＋2H2O－8e－＝CO2＋8H+4CH3OH＋32OH-－24e－＝4CO32-＋20H2O正极反应6O2＋24H+＋24e－＝12H2O6O2＋12H2O＋24e－＝24OH-总反应2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2＋4OH-＝2CO32-＋4H2OO2CH3OH负极正极化学电源的发展及分类结构简单一次电池反复使用二次电池连续工作燃料电池新型电池负极LixCy命题角度分析根据新型化学电源的装置特点，以新介质，新型燃料、轻金属等为背景，考查：1.电极的判断及电极方程式的书写2.两极产物及两极反应类型的判断3.两极附近溶液的pH变化或计算4.电子、电流、离子移动的方向5.电子守恒的相关计算2024·江西卷2025·安徽卷2024·安徽卷学习评价1．甲醇－空气燃料电池（DMFC）是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是（）A．该装置能将电能转化为化学能B．电流由乙电极经导线流向甲电极C．负极的电极反应式为：

CH3OH＋6OH−

−

6e−

==

CO2＋5H2OD．b口通入空气，c口通入甲醇B学习评价2.下列有关叙述正确的是（）A．图Ⅰ所示电池中，每生成1molMnO(OH)，转移电子数约为6.02×1023B．图Ⅱ所示电池工作过程中，正极的质量逐渐增大C．图Ⅲ所示电池工作时，电子从Zn经导线流向D．图Ⅳ所示电池工作一段时间后，电解质溶液的pH一定增大图Ⅰ碱性锌锰电池图Ⅱ铅酸蓄电池图Ⅲ银锌纽扣电池图Ⅳ氢氧燃料电池学习评价3.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：下列叙述不正确的是A．放电时负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2B．放电时正极附近溶液的碱性增强C．充电时，锌电极与外电源正极相连D．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原学习评价4．氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，某氢燃料电池汽车的结构如图所示：下列说法错误的是A．电极A、B用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来C．电极B的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-D．质子通过电解质溶液向电极B迁移学习评价5.为达成2060年碳中和的远景目标，一种能够捕捉CO2的电化学装置如下图所示，下列说法错误的是A．Al电极为电池的负极B．石墨电极反应为2CO2+2e-=C2O42-C