原电池 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

手机最重要的部分是什么？——电池如果出门在外只能带一样东西，你会带什么？生活情境从单液到双液，再到隔膜人教版

·

选择性必修1

化学反应原理第四章第一节原电池第一课时核心素养目标维度目标描述宏观辨识与微观探析通过NOBOOK虚拟实验观察原电池现象，理解电子、离子的定向移动方向证据推理与模型认知基于单液电池的缺陷，推理双液原电池的设计思路，建立原电池认识模型科学探究与创新意识利用AI辅助设计方案，通过虚拟实验验证假设，培养创新思维科学精神与社会责任了解电池技术的发展历程，树立绿色能源意识本节课，我们将一起...🔍

观察：单液电池的缺陷（NOBOOK虚拟实验①）💡

探究：双液电池的设计（NOBOOK虚拟实验②）🎙

对话：AI揭秘盐桥原理（豆包实时问答）🧠

建构：原电池认识模型🚗

展望：从盐桥到隔膜，再到新能源汽车单液原电池实验（NOBOOK虚拟实验①)【实验一】NOBOOK虚拟实验现象:电流表指针偏转，锌片溶解氧化还原反应

电子定向移动

原电池原电池的工作原理概念化学能直接转化为电能。本质自发进行、放热的氧化还原反应。构成条件①活泼性不同的电极②电解质溶液(或熔融态)③自发进行、放热的氧化还原反应④闭合回路问题：是否一定要两种不同金属？两极一液成回路，氧化还原自发处【实验二】真实实验——数字化传感器数据

单液原电池实验（NOBOOK虚拟实验①）⚡虚拟实验中：电流表读数不变

⚡真实实验中：电流表读数逐渐减小

【探索新知】对锌铜原电池工作原理的进一步探究

关键现象：

锌片表面，有红色物质析出【分析】：

锌片直接与Cu2+发生置换反应，部分电子不经过外电路直接转移，导致电流持续减小【核心问题】：氧化剂与还原剂直接接触设计挑战【挑战任务】：如何把氧化剂和还原剂彻底分开，但又能产生稳定的电流？请大家当一回电池工程师，请画出你的设计图：①将锌与硫酸铜溶液分开②加一个合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液CuSO4溶液CuZnZnCuZnSO4溶液桥梁？CuSO4溶液【改进思路】：探究任务（NOBOOK虚拟实验②）任务1：石墨电极连接，两烧杯插入石墨棒，观察现象任务2：盐桥连接，插入KCl溶液琼脂的盐桥

，观察现象【分析】：需要离子通道，才能形成闭合回路【分析】：石墨是电子导体，能传递电子，不能传导离子，不能解决内电路问题这就是盐桥的魔力与AI对话（AI融合1）【AI助教在线】

提问：盐桥的工作原理？小组讨论：AI说得对吗？

1.沟通内电路，形成闭合回路2.平衡两极电荷，让反应持续进行3.避免氧化剂和还原剂直接接触4.消除液接电势——拓展知识

盐桥的作用：深度思考1.原电池盐桥中，若把KCl换成NaCl，作用效果相同吗？都是强电解质，但Na⁺迁移速率慢2.若换成蔗糖，还能起到盐桥作用吗？不能！蔗糖不电离，无离子3.盐桥中的电解质必须满足什么条件？最好为强电解质+离子迁移速率相近，不与溶液反应4.为什么常用KCl或KNO3？K⁺和Cl⁻、NO3-迁移速率最接近，有效消除液接电势与AI对话（AI融合2）【AI助教在线】

提问：豆包豆包，请你给我们普及一下知识，高中化学原电池盐桥中离子迁移速率科学研究，细节决定成败！单液vs双液对比对比项单液原电池双液原电池装置图电流稳定性不稳定，逐渐衰减稳定持久能量转化效率低（部分化学能转化为热能）高【思维提升】

双液原电池的缺点1.离子运动的距离长2.离子运动的通道窄3.离子容量小把“盐桥”变薄、变扁，像一张膜一样贴在中间【隔膜电池】——盐桥的“终极形态”【改进思路】缩短距离+增大通量+压扁盐桥ZnCuZnSO4溶液CuSO4溶液盐桥阳离子交换膜：只允许阳离子通过阴离子交换膜：只允许阴离子通过隔膜电池质子交换膜：只允许H+通过隔膜——微观世界的“盐桥”【核心功能】隔离两极反应物，避免直接反应，允许离子通过，维持电荷平衡双极膜：阴阳复合膜，能解离出H＋和OH－隔离电极反应，沟通离子通路和盐桥的作用一致隔膜——微观世界的“盐桥”

隔膜的发展

第一代：微孔隔膜

PE/PP，成本低，但高温收缩第二代：陶瓷涂层隔膜耐热性提升，更安全

第三代：固态电解质电解质本身充当隔膜，终极形态

盐桥隔膜固体电解质宏观

微观集成化技术进化，原理不变盐桥vs隔膜——异曲同工

盐桥隔膜

宏观（厘米级）琼脂+KCl独立组件

微观（微米级）PE/PP+陶瓷集成在电池内【共同本质】

隔离氧化剂和还原剂

允许离子通过，阻挡电子

形成闭合内电路隔膜，就是微型化的盐桥！

隔膜与我们的生活

🔋手机电池——里面有隔膜

——没有它，手机就是炸弹🚗

新能源汽车

——宁德时代、比亚迪的电池——隔膜是关键材料之一

✈无人机、卫星、电动车——都离不开隔膜【中国隔膜产业】全球最大的隔膜生产国恩捷股份、星源材质等龙头企业从“跟跑”到“领跑”

AI出题挑战（AI融合3）——作业

让AI生成：新能源汽车蓬勃发展“如果设计一个能用于新能源汽车的高效原电池，需要考虑哪些因素？

【电极材料】负极：硅碳复合材料、锂金属

正极：高镍三元、富锂锰基【电解质】

液态：LiPF₆+有机溶剂（易燃）固态：氧化物、硫化物、聚合物（安全）【隔膜】传统→功能化→固态电解质=隔膜

电池的“左膀右臂”电池的“守门员”电池的“血液”与本节课的联系---科学原理一脉相承！

盐桥电池新能源电池双液设计隔离氧化剂还原剂隔膜隔离正负极离子通道今天的盐桥--明天的隔膜今天的探究--未来的创新盐桥是离子通道，隔膜也是离子通道课堂训练本节课回顾

🔬

单液电池：Zn与Cu²⁺直接接触