人教版化学选修四第四章第二节化学电源教案
第二节化学电源
教学目标
1．知识与技能：
（1）一次电池与二次电池的区别
（2）一次电池、二次电池电极反应的
（3）书写理解燃料电池的反应原理
2．过程与方法：
通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能在生产生活中的实际意义。掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。
3．情感态度价值观：
通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。在探究三种电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。
教学重点
一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用
教学难点
化学电池的反应原理
教学方法
实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。
主要教具
实验仪器药品、多媒体
教学过程
学与问]在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？
投影］
板书]第二节化学电源
问]什么是化学电池？
回答]化学电池是将化学能转化为电能的装置。
讲]化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能再用了，如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池；二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后再充电可以使活性物质再生，这类电池可多次重复使用。板书]一、化学电源
1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。
交流]电池与其他能源相比，其优点有那些？
讲]能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
板书]2、化学电源的优点：
（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。
（２）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。（３）易维护，可在各种环境下工作。
投影]图4-2电池及其用途
问]面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？
讲]看单位质量或单位体积所输出电能的多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。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，更适合电池使用者。
板书] 3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准：
（１）比能量
（２）比功率
（3）电池的储存时间的长短
展示]几种一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等
板书]二、一次电池
讲]普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶端用蜡和火漆封口。
在石墨周围填充ZnCl
2、NH
4
Cl 和淀粉糊作电解质，还填有MnO
2
作去极化剂(吸收正
极放出的H
2
，防止产生极化现象，即作去极剂)，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
板书]1、碱性锌锰干电池：
负极（锌筒）：Zn +2OH－—2e—= Zn（OH）
2
；
正极（石墨）：正极：2MnO
2+2H
2
O+2e－= 2MnOOH+2OH－
电池的总反应式为：Zn +2MnO
2+2H
2
O= 2MnOOH+ Zn（OH）
2
讲]正极生成的氨被电解质溶液吸收，生成的氢气被二氧化锰氧化成水。干电池的电压1.5 V—1.6 V。在使用中锌皮腐蚀，电压逐渐下降，不能重新充电复原，因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小，在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小，性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
讲]根据投影讲解结构。优点：比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电流和连续放电，是民用电池更新换代产品。
阅读]资料卡片---银锌电池。
讲]银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为KOH溶液。
常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由Ag
2
O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。一粒钮扣电池的电压达1.59 V，安装在电子表里可使用两年之久。
板书]2、银锌电池：
负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H
2
O
正极：Ag
2O+H
2
O+2e-=2Ag+2OH-
银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O 2Ag+ ZnO
阅读]资料卡片—锂电池。
讲]锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫酰氯(SO
2Cl
2
)在炭极上发生
还原反应。电解液是由四氯铝化锂(LiAlCl
4
)溶解于亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应，生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。
板书]3、锂电池
8Li＋3SO
2Cl
2
＝6LiCl＋Li
2
SO
3
＋2S
讲］锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其它金属作负极相比较，能在较小的体积和质量下能放出较多的电能，放电时电压十分稳定，贮存时间长，能在216.3—344.1K温度范围内工作，使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电池，它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点，因而已用于电脑、照相机、手表、心脏起博器上，以及作为火箭、导弹等的动力资源。
板书]三、二次电池
投影]铅蓄电池
讲]铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO
2
，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。
分析]放电时起原电池的作用。
板书] 1、铅蓄电池
负极：Pb-2e-+SO42－=PbSO4
正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
蓄电池充电和放电的总化学方程式为：
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
讲]当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。
投影]资料：随着人们生活水平的提高和现代化通信业的发展，人们使用电池的机会愈来愈多，手机、寻呼机、随身听、袖珍收音机等都需要大量的二次电池作电源。
可重复充电使用的二次电池市场主要包括镍镉、镍氢、锂离子和铝箔包装的锂高分子电池等4种。
板书]四、燃料电池
讲]燃料电池是将燃料化学能直接转化为电能的装置。与一般电池不同的是，其所需的化学燃料并不储存了电池内部，而是从外部供应，便于燃料的补充，从而电池可以长时间甚至不间断地工作。另一方面，燃料电池除了电池本身之外，还需要燃料和氧化剂供应等配套部件与电池堆一起构成一个完整的燃料电池系统。
按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类：碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。
投影]氢氧燃料电池。
板书]1、燃料电池（碱性）
电极反应：负极：2H
2+4OH——2e—=4H
2
O
正极：O
2+2H
2
O+2e—=4OH—
电池的总反应为：2H
2 + O
2
= 2H
2
O
讲]该电池的特点是能量转化率高，可达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。
讲]燃料电池应用前景：燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置。预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥重要作用。
废旧电池中含有汞、铅、镉、镍等重金属及酸、碱等电解质溶液，对人体及生态环境有不同程度的危害。如当成资源，加以回收利用，即可减少对环境污染，又可节约能源。
专题训练］对比掌握11种原电池
原电池电极反应式的书写格式：电极名称（电极材料）：氧化还原反应的半反应（氧化还原类型）
1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池（伏打电池）
（电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：稀硫酸）
（1）氧化还原反应的离子方程式：Zn+2H+ = Zn2+ + H
2
↑
（2）电极反应式及其意义
正极（Cu）：2H+ +2e-=H
2
↑（还原反应）；
负极（Zn）：Zn -2e-=Zn2+ （氧化反应）。
意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。
（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由铜片经用电器流向锌片，电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路：SO-2
4
（运载电荷）向锌片移动，H+ （参与电极反应）向铜片移动的电子放出氢气。
2、铜锌强碱溶液的原电池
（电极材料：铜片和锌片，电解质溶液：氢氧化钠溶液）
（1）氧化还原反应的离子方程式：Zn +2OH- =ZnO-2
2+ H
2
↑
（2）电极反应式及其意义
①正极（Cu）： 2H
2O+2e- =H
2
↑+2OH-
②负极（Zn）： Zn +4OH--2e-=ZnO-2
2+2H
2
O
意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。
（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由铜片经用电器流向锌片，电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路：OH-（参与溶液反应）向锌片移动遇到Zn2+发生反应产生ZnO-2
2
，Na+（运载电荷）向正极移动。
3、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池
（电极材料：铜和铝；电解质溶液：稀硫酸。）
（1）氧化还原反应的离子方程式：2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H
2
↑
（2）电极反应式及其意义
正极（Cu）：6H+ +6e- =3H
2
↑（还原反应）；
负极（Al）：2Al -6e-=2Al3+ （氧化反应）。
意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。
（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由铜片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向铜片。
②在内电路：SO-2
4
（运载电荷）向铝片移动，H+ （参与电极反应）向铜片移动得电子放出氢气。
4、铜铝强碱溶液的原电池
（电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液）
（1）氧化还原反应的离子方程式：2Al +2OH- +2H
2O=2AlO-
2
+ 3H
2
↑
（2）电极反应式及其意义
①正极（Cu）： 6H
2O+6e- =3H
2
↑+6OH-
②负极（Al）： 2Al +8OH--6e-=2AlO-
2+4H
2
O
意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。
（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由铜片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向铜片。
②在内电路：OH-（参与溶液反应）向铝片移动遇到Al3+发生反应产生AlO-
2
，Na+（运载电荷）向正极移动。
5、铝铜电池浓硝酸原电池
（电极材料：铜片和铝片，电解质溶液：浓硝酸）
（1）氧化还原反应的离子方程式：Cu+4H+ +2NO
3- =Cu2+ +2NO
2
↑+2H
2
O
（2）电极反应式及其意义
①正极（Al）：4H+ +2NO
3- +2e- =2NO
2
↑+2H
2
O（还原反应）；
②负极（Cu）：Cu-2e- =Cu2+（氧化反应）；
意义：在标准状况下，正极每析出4.48升NO
2
，负极质量就减小6.4克。（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由铝片经用电器流向铜片，电子由铜片经用电器流向铝片。
②在内电路：H+ （参与电极反应）向铝片移动与NO
3-汇合，NO
3
-（参与电极反应）得
电子产生NO
2
。
6、镁铝非氧化性强酸溶液的原电池
（电极材料：镁和铝；电解质溶液：稀硫酸。）
（1）氧化还原反应的离子方程式：Mg+2H+ = Mg2+ + H
2
↑
（2）电极反应式及其意义
正极（Al）：2H+ +2e-=H
2
↑（还原反应）；
负极（Mg）：Mg -2e-=Mg2+ （氧化反应）。
意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小2.4克。
（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由铝片经用电器流向镁片，电子由镁片经用电器流向铝片。
②在内电路：SO-2
4
（运载电荷）向铝片移动，H+ （参与电极反应）向镁片移动得电
子放出氢气。
7、镁铝强碱溶液的原电池
（电极材料：镁片和铝片，电解质溶液：氢氧化钠溶液）
（1）氧化还原反应的离子方程式：2Al +2OH- +2H
2O=2AlO-
2
+ 3H
2
↑
（2）电极反应式及其意义
①正极（Mg）： 6H
2O+6e- =3H
2
↑+6OH-
②负极（Al）： 2Al +8OH--6e- =2AlO-
2+4H
2
O
意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。
（3）微粒移动方向：
①在外电路：电流由镁片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向镁片。
②在内电路：OH-（参与溶液反应）向铝片移动遇到Al3+发生反应产生AlO-
2
，Na+（运载电荷）向正极移动。
8、氢气和氧气细菌燃料电池
（电解质溶液是磷酸）
（1）氧化还原反应的化学方程式：2H
2 +O
2
=2H
2
O
（2）电极反应式及其意义
①正极（惰性材料）：O
2 +4H+ +4e-=2H
2
O
②负极（惰性材料）：2H
2
-4e-=4H+ （氧化反应）；
意义：在标准状况下，正极每消耗3.2升氧气，负极同时消耗0.4克氢气，电解质溶液增加3.6克水。
9、氢气和氧气燃料电池
（电解质溶液是氢氧化钾溶液）
（1）氧化还原反应的化学方程式：2H
2 +O
2
=2H
2
O
（2）电极反应式及其意义
①正极（惰性材料）： O
2 +2H
2
O +4e-=4OH-
②负极（惰性材料）： 2H
2 +4OH--4e-=4H
2
O
意义：在标准状况下，正极每消耗3.2升氧气，负极同时消耗0.4克氢气，电解质溶液增加3.6克水
10、甲烷和氧气燃料电池
（电解质溶液是氢氧化钾溶液）
（1）氧化还原反应的化学方程式：CH
4+2O
2
=CO
2
+2H
2
O 。
在强碱性条件下修正为：CH
4+2O
2
+2NaOH=Na
2
CO
3
+3H
2
O；CH
4
+2O
2
+2OH- =CO-2
3
+3H
2
O
（2）电极反应式及其意义
①正极（惰性材料）： 2O
2 +4H
2
O +8e-=8OH-
②负极（惰性材料）： CH
4–8e- +10 OH- =CO
3
2- +7 H
2
O
意义：在标准状况下，正极每消耗4.48升氧气，负极同时消耗2.24升甲烷。
11、丙烷和氧气燃料电池
（电解质溶液是氢氧化钾溶液）
（1）氧化还原反应的化学方程式：C
3H
8
+5O
2
=3CO
2
+4H
2
O 。
在强碱性条件下修正离子方程式为：C
3H
8
+5O
2
+6OH-=3CO-2
3
+7H
2
O
（2）电极反应式及其意义
①正极（惰性材料）：5O
2 +10H
2
O +20e-=20OH-
②负极（惰性材料）： C
3H
8
–20e- +26 OH- =3 CO-2
3
+ 17 H
2
O
意义：在标准状况下，正极每消耗11.2升氧气，负极同时消耗2.24升丙烷。强调八点：
①书写电极反应式要注意酸碱性环境对产物存在形式的影响。
②在酸性环境中，氢元素的存在形式有：H+ 、H
2O 、H
2
三种形式，不会出现OH-形
式。
③在碱性环境中，氢元素的存在形式为：OH-、H
2O 、H
2
三种形式，不会出现H+形式。
④在酸性环境中，氧元素的存在形式有：H
2
O 一种形式，不会出现OH-、O2-两种形式。
⑤在碱性环境中，氧元素的存在形式为：OH-、H
2
O 两种形式，不会出现O2-形式。
⑥检验电极反应式的三个标准：正负极得失电子数相等，原子个数守恒，微粒存在形式符合酸碱环境。
⑦在正负极得失电子数相同的情况下，两个电极反应式叠加，会得到总反应式。
⑧用总反应式减去任何一个电极反应式会得到另一个电极反应式。
随堂练习］
1、锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、高能而受到普遍重视．目前已经研制
成功了多种锂电池．某种锂电池的总反应可表示为：Li＋MnO
2＝LiMnO
2
．若该电池
提供5库仑(C)电量(其他损耗忽略不计)，则消耗的正极材料的质量约为(相对分子质量和相对原子质量Li：7，MnO2：87，电子电量取1.60×10－19C)
A．3.5×103g B．7×10-4g
C． 4.52×10-3g D．4.52×10-2g
2、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久．这种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池．这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1℃温度范围内正常工作，现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用．它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液．电池总反应为：8Li＋3SOCl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S．
（1）此电池中________作负极，电极反应为________，________作正极．
（2）该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是_______。
答案：1、C 2、(1)锂,Li-e- =Li+,石墨.(2)起搏器遵循天然心脏的工作原理通过向心脏发送电脉冲以控制心脏的跳动。
3、新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。写出电极反应式：
答案：负极：CH
4+10OH—-8e－=CO
3
2－+7H
2
O
正极：2O
2+4H
2
O+8e－=8OH－
电池的总反应式为：CH
4+2O
2
+2KOH=K
2
CO
3
+3H
2
O
【板书设计】
第二节化学电源
一、化学电源
1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。
2、化学电源的优点：
（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。
（２）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。（３）易维护，可在各种环境下工作。
3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准：
（１）比能量
（２）比功率
（3）电池的储存时间的长短
二、一次电池
1、碱性锌锰干电池：
负极（锌筒）：Zn +2OH－—2e—= Zn（OH）
2
；
正极（石墨）：正极：2MnO
2+2H
2
O+2e－= 2MnOOH+2OH－
电池的总反应式为：Zn +2MnO
2+2H
2
O= 2MnOOH+ Zn（OH）
2
2、银锌电池：
负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H
2
O
正极：Ag
2O+H
2
O+2e-=2Ag+2OH-
银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O 2Ag+ ZnO
3、锂电池：8Li＋3SO
2Cl
2
＝6LiCl＋Li
2
SO
3
＋2S
三、二次电池
1、铅蓄电池
负极：Pb-2e-+SO42－=PbSO4
正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
蓄电池充电和放电的总化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
四、燃料电池
1、燃料电池（碱性）
负极：2H
2+4OH——2e—=4H
2
O
正极：O
2+2H
2
O+2e—=4OH—
电池的总反应为：2H
2 + O
2
= 2H
2
O
【教学反思】
人教版化学选修四第一章第一节教案
教学过程
[探讨]给具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息。 [引导]现在大家看到的都是直观和表面的信息，有没有更深层次的信息？或者我们将得到的信息稍稍处理一下，能否得到更有价值的信息呢？思考，回答 断开1molH-H键需要吸收436kJ的能量；断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl键能放出431kJ的能量； 计算 1molH2和1molCl2反应得到2molHCl要放出183kJ的能量 [分析]给出反应热的定义 [质疑]Q是什么？H又是什么？△H又是什么？ [分析]化学反应都伴随能量的变化，所以可以将化学反应分为两类 分析反应热之前，弄清楚两个概念：环境和体系[板书]放热反应：体系环境 H △H < 0为“-” Q > 0 [结论]△H 和Q的角度不同，△H从体系的角度 Q从环境的角度思考 回答：放热反应和吸热反应阅读书本 回答： 自己分析：吸热反应 体系环境 H △H>0为“+” Q< 0 [提问]看看两幅图分别表示什么反应，这一段差值表示什么？ A B 回答： A图表示方热反应，△H＜0 B图表示吸热反应，△H＞0 差值表示反应热。 [提问]考考大家一个有难度的问题：预测生成 2molHF 和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？并说出你的理由？思考，回答：生成HF放出的热量多。因为F2比Cl2活泼能量高，而HF比HCl稳定，能量低，所以如此。 [评价]非常好，同学知道从物质活泼性和稳定性的角度来分析问题，非常好。 [提问]如何验证你们的预测呢？这里老师提供键能的数据。 [分析]我们可以从反应热的角度判断反应发生的难易程度，这是反应热的一种应用。计算，结论：的确生成等物质的量的HF 放出的热量多 第二课时 [提问]石墨能否自动转化为金刚石？如果要达到目的，需要采用什么办法？ [讲解]反应热还有其它的应用：计算燃料的用量回答：不能；需要加热 H Cl H Cl H H H H Cl Cl Cl Cl ++ 436 kJ/mol 243kJ/mol 431 kJ/mol 能量
高中化学 第四章 第二节 化学电源 化学电源课时作业 新人教版选修4
第二节 化学电源 [目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、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.正确书写原电池的电极反 应式和电池反应方程式。 一、化学电池化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。 二、常用电池1．一次电池 碱性锌锰电池锌银电池 电池结构负极：Zn 正极：MnO 2电解质溶液：KOH 溶液负极：Zn 正极：Ag 2O 电解质溶液：KOH 溶液 正极2MnO 2＋2e －＋2H 2O===2MnOOH ＋2O H －Ag 2O ＋2e －＋H 2O===2Ag ＋2OH －电极反应负极Zn －2e －＋2OH －===Zn(OH)2Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2 总反应式Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH ＋Zn(OH)2 Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag 2.二次电池 铅蓄电池氢氧燃料电池 电池结构负极：Pb 正极：PbO 2电解质溶液：H 2SO 4溶液负极：H 2 正极：O 2 电解质：酸性电解质 正极PbO 2(s)＋SO (aq)＋4H ＋(aq)2－4＋2e －===PbSO 4(s)＋2H 2O(l)O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O 电极 反应负极Pb(s)＋SO (aq)2－4－2e －===PbSO 4(s) 2H 2－4e －===4H ＋总反应式Pb(s)＋PbO 2(s)＋2H 2SO 4(aq)===2PbSO 4(s)＋2H 2O(l) 2H 2＋O 2===2H 2O 知识点一 化学电池 1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn ＋MnO 2＋H 2O===ZnO ＋Mn(OH)2 下列说法中，错误的是( ) A ．电池工作时，锌失去电子 B ．电池正极的电极反应式为 MnO 2＋2H 2O ＋2e －===Mn(OH)2＋2OH － C ．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D ．外电路中每通过0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少6.5 g 答案 C 解析 本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故A 正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故C 错误；由电子守恒知D 项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B 正确。
高中化学选修4教案
第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 （第一课时） 教学目标: 1.知识与技能 ①了解反应热和焓变的含义 ②理解吸热反应和放热反应的实质 2．过程与方法 从化学反应的本质即旧键断裂与新键形成的角度研究反应热产生的原因3．情感态度与价值观 通过了解简单过程中的能量变化中的热效应 教学重点 理解吸热反应和放热反应的实质 教学难点 能量变化中的热效应 教学用具： 投影仪 学习过程 引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有 思考 （1）你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应
反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量 （2）你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？ 多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳 反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量 1：当能量变化以热能的形式表现时： 我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？ 有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。 能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化 2:反应热,焓变 化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答） 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。 反应热焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号：ΔH ，单位：kJ/mol 或kJ?mol-1 ?H为“－”为放热反应,?H为“＋”为吸热反应 思考:能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？体系的能量如何变化？升高是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规 定放热反应的ΔH 为“－”，是站在谁的角 度？体系还是环境? 放热反应ΔH为“—”或ΔH〈 0 吸热反应ΔH为“+”或ΔH 〉0
人教版高二化学选修四第一章第一节化学反应与能量的变化 教案设计 (4)
教案三化学反应中的能量变化 一、教学目标 （一）知识目标 1. 使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2. 认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量； 3. 了解反应热和焓变的含义； （二）能力目标 1. 通过化学反应的实质的回顾，逐渐探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法； 2. 通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 （三）情感目标 激发学生的学习兴趣，培养学会尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立通过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点 1. 教学重点：化学反应中的能量变化，吸热反应和放热反应。 2. 教学难点：焓变，△H “+”与“-”。 三、教学过程 引言：在我们所学过的化学反应中，有的化学反应是为了制取某些物质的，比如：实验室制取H2：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑，而有的化学反应是为了利用化学反
应所释放的能量，比如：炭的燃烧和氧炔焰中所发生的化学反应。化学反应所放出的能量是当今世界上最重要的能源，如煤、石油、天然气等化石燃料燃烧所产生的热量。 1. 反应能量变化与反应热 能量就是推动人类进步的“杠杆”，能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。 (1) 化学反应与能量变化的关系 任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是相等的，在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。即在一个化学反应中，同时遵守质量守恒和能量守恒两个基本定律。 (2) 化学反应中能量变化形式 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换，通常表现为热量的变化。 (3) 反应类型 放热反应：即化学反应中放出热量的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。如：燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。 吸热反应：即化学反应中放出热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。如：H2还原CuO的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，CaCO3分解等大多数分解反应，Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。
高中化学选修3第一章全部教案
第一章原子结构与性质 第一节原子结构：(1小节) 一、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的一般原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 复习：必修2中学习的原子核外电子排布规律： 1.核外电子排布的一般规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次 排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳2乘以n平方个电子。 (3)原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子 (4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒 数第三层电子数目不能超过32个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层 时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子 2、能层与能级 由必修2的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为： 第一、二、三、四、五、六、七……能层 符号表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、 Q…… 能量由低到高 例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下： 能层一二三四五六七…… 符号 K L M N O P Q…… 最多电子数 2 8 18 32 50…… 即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数) 但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、F)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。 能级的符号和所能容纳的最多电子数如下： 能层 K L M N O ……
【优化课堂】高二化学人教版选修四课时作业：4.2化学电源
课时作业(十八) [学业水平层次（A）] 1．某同学在超市看到一种电池外壳的纸层包装，印有如图所示的文字。下列有关说法错误的是() A．该电池不是可充电干电池 B．该电池用过之后不可以随意丢弃，要集中回收处理 C．该电池含有重金属元素 D．该电池工作时，外电路中每通过0.2 mol e－，锌的质量理论上减少3.25 g 【解析】电池工作时，锌失去电子，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，外电路每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上应减少6.5 g，所以D 项错误。 【答案】 D 2．微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。下列有关说法正确的是() A．正极反应：2Li－2e－===2Li＋
B．负极反应：I2＋2e－===2I－ C．总反应是：2Li＋I2===2LiI D．金属锂作正极 【解析】该电池中Li的活泼性强，作负极，其反应为：2Li－2e－===2Li＋，B、D均错；正极反应为：I2＋2e－===2I－，A错；总反应为2Li＋I2===2LiI，C正确。 【答案】 C 3．美国一个海军航空站曾安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600 ℃～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2＋O2===2H2O，负极反应为：2H2＋2CO2－3－4e－===2H2O＋2CO2，则下列推断中正确的是() A．正极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．该电池的电极没有参加反应 C．电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 mol D．O2从正极通入，发生氧化反应 【解析】由总反应式减去负极反应式得正极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，A项错。燃料电池电极本身不参加反应，B项正确。由总反应式知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，C 项错。该电池为氢氧燃料电池，负极是H2，发生氧化反应，正极是O2，发生还原反应，D项错。 【答案】 B 4．如图是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＋4H2O。该电池负极
化学选修四第一章知识点
第一章化学反应与能量 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应 （1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆ 常见的放热反应： ① 所有的燃烧反应② 酸碱中和反应③ 大多数的化合反应④ 金属与酸的反应 ⑤ 生石灰和水反应⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆ 常见的吸热反应：① 晶体Ba(OH)2?6?18H2O与NH4Cl② 大多数的分解反应③ 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④ 铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强（25℃101KPa可以不标注）。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该
人教版高中化学选修四练习第一章教案资料
此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 第一章综合验收与检测 一、选择题(共18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意) 1. 下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是( ) ①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量热量 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 2. 已知胆矶溶于水时溶液温度降低，室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为QkJ,又知胆矶分解的热化学方程式为CuSQ?5fO(s) === CuSQ(s)+5H 20(1) △ H=+Q kJ ? mol 1则Q、Q的关系为() A. Q1
2019最新苏教版化学选修4《化学电源》教案
2019最新苏教版化学选修4《化学电源》教案第2单 元第2课时 (本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订！) 一、选择题 1．下列有关化学电源的叙述错误的是() A．干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池 B．干电池中碳棒为正极 C．铅蓄电池是充电电池 D．铅蓄电池中的PbO2为负极 【解析】铅蓄电池中的PbO2应为正极,铅为负极。 【答案】 D 2．如图锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn＋2MnO2＋ 2NH4＋===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O,在此电池放电时正极(碳棒)上发生 反应的物质是() A．Zn B．碳 C．MnO2＋NH4＋D．Zn2＋和NH3 【解析】可将总反应拆写为两个半反应,负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2MnO2＋2NH4＋＋2e－===Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O。 【答案】 C 3．(2008年海南高考)关于铅蓄电池的说法中正确的是() A．在放电时,正极发生的反应是Pb(s)＋SO42－(aq)===PbSO4(s)＋2e－ B．在放电时,该电池的负极材料是铅板 C．在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时,阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq) 【解析】铅蓄电池放电时正极反应为PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－===PbSO4＋2H2O；负极材料为铅板；充电时阳极反应是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－；充电时,电池中硫酸的浓度增大。 【答案】 B 4．如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是() A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置【解析】氢氧燃料电池中H2为负极反应物,工作过程需不断补充H2、O2,其产物为没有任何污染的H2O,故A、C、D三项都对。其中b电极作正极,电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 【答案】 B 5．(2008年宁夏理综)一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是() A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq) B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ 【解析】本题考查原电池电极反应式的书写。该原电池的负极反应物为甲醇,负极反应式中不应该出现氧化剂,而A、B、D项中电极反应物中均出现氧化剂氧气,所以A、B、D
人教版高中化学选修四 1-1-2 热化学方程式(教案)
1-1-2 热化学方程式 教学目标 知识与技能： 认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法： 通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观： 培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 教学重点：热化学方程式的书写 教学难点：热化学方程式的书写 教学过程： 【过渡】通过上一节的学习我们知道化学反应过程中的反应热与断裂反应物中化学键吸收的能量和形成生 成物中化学键放出的能量有关，即能量的变化时以发生变化的物质为基础的，那么如何更准确的表示一个化学反应的热效应？如如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化？下面我们来学习热化学方程式。 【板书】二、热化学方程式(thermochemical equation) 1． 定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。 例：H 2(g)＋ I 2(g) 2HI(g)；△H= －14.9 kJ/mol 【投影】例：H 2(g)＋21O 2(g) = H 2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol ，表示 lmol 气态 H 2和2 1mol 气态 O 2 反应生成 lmol 水蒸气，放出 241.8kJ 的热量。(在 101kPa 和 25℃时) H 2(g)十 21O 2 (g)＝H 2O(l)；△H=-285.8kJ/mol ，表示lmol 气态H 2与 2 1mo 气态O 2反应在101 kPa 和 25℃时，生成lmol 液态水，放出285.8kJ 的热量。 【小结】描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。 【讲解】热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
高中化学选修四：化学电源教案
教学目标：1．了解常见的化学电源 2. 会写化学电源的电极反应式。 教学重点难点：会写化学电源的电极反应式。 教学模式：讨论讲解结合 课时安排：1课时 创设情景提出问题学生活动学习反馈自从人类掌握了有 关原电池的知识，根据其原理，设计了很多电源，我们称为“化学电源”。 【转引】下面我们就对常见的几种电池的原理进行研究。 1、纽扣电池 2、锌锰干电池 3、铅蓄电池 4、氢氧燃料电池（碱常见电源有哪 些？ 正极材料： 负极材料： 正极电极反应 式 负极电极反应 式 在书写电极反 应式时应注意 什么？ 正极材料： 负极材料： 正极电极反应 式 负极电极反应 式 正极材料： 负极材料： 正极电极反应 式 负极电极反应 式 正极材料： 负极材料： 思考？ 阅读课本，讨论 思考，讨论 阅读课本，讨论 阅读课本，讨论 一次电源： 纽扣电池 锌锰干电池 二次电源： 铅蓄电池 燃料电源： 氢氧燃料电池 负极： Zn+2OH一一2e一=ZnO+H2O 正极： Ag2O+H2O+2e一=2OH－+2Ag 在书写电极反应式时应考虑 电解质。 负极： Zn+2OH－－2e一=ZnO+H2O 正极： 2H2O+2e一+2MnO2=2OH－ +2Mn O (O H) 负极： Pb+SO42－－2e一=PbSO4 正极： PbO2+SO42一+4H++2e一= PbSO4+2H2O 负极： 2H2+4OH－－4e一=4H2O
性介质）正极电极反应 式 负极电极反应式阅读课本，讨论 正极： O2+2H2O+4e一=4OH－ 练习： 电极反应式的书写 1、右图是氢氧燃料电池示意图，电极为多孔镍，电解液是30%的 硫酸溶液。根据图示写出该电池中的电极反应式。 2、（1）美国“阿波罗”宇宙飞船中使用的氢氧燃料电池。其 构造如图所示，其反应为：2H2+O2====2H2O，则负极通入的是 ____________________，电极反应式为：_________________________________________________， 正极通入的是________________。电极反应式为：_________________________________________。 （2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为： 负极_____________________________________，正极______________________________________。 （3）如把H2改为CH4，KOH做导电物质，则电极反应式为： 负极_____________________________________，正极______________________________________。 3、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O （1）试写出放电时的正、负极反应式 正极：___________________________________________ 负极：___________________________________________ （2）铅蓄电池工作时，当外电路上有2mol电子通过时，负极消耗Pb的物质的量___________；溶液中消耗H2SO4的物质的量为___________。 （3）铅蓄电池放电时，溶液的pH_________，溶液的密度______（填增大、减小或不变）。
高中化学选修四第一章节教案——化学反应与能量
第一章化学反应与能量 教学目标 1．了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。 2．了解反应热和焓变的涵义、符号和一般采用的单位。 3．认识能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应和生成物的质量。 4．认识热化学方程式的意义。 （第一讲）化学反应与能量的变化 知识点一、焓变（反应热） 1．概念：化学反应过程中所放出或吸收的能量，都可以用热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变” 2．符号：ΔH 3．单位：kJ/mol 知识点二、吸热反应与放热反应 1．分析反应物与生成物总能量相对大小（关注反应前后的状态） ΔH =生成物总能量—反应物总能量； ____热反应△H>0 ____放热反应△H<0 拓展：物质三态间的能量大小
2．分析键能（关注反应过程） 化学变化一定生成新的物质。形成新的化学键，故必然要破坏旧的化学键。 化学反应在本质上来说也就是旧键的断裂和新键的形成过程。 E 1为旧化学键断裂吸收能量，也表示反应的活化能。 E2为新化学键形成放出能量，能量差E2-E 1表示反应热。 ΔH=反应物总键能—生成物总键能 注：（1）某化学键键能 = 断开1mol该键需要吸收的能量 = 形成1mol该键能放出的能量 （2）存在化学键断裂的过程不一定是化学反应 3．常见吸放热反应 （1）放热反应 ①所有的燃烧反应②所有的中和反应 ③活泼金属单质与水或酸的反应④大部分化合反应 （2）吸热反应 ①大部分分解反应②2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O BaCl2+2NH3↑+10H2O ③C+H2O CO+H2 ④CO2+C2CO 注：反应的热效应与反应条件无关
人教版化学选修四第四章第二节化学电源教案
第二节化学电源 教学目标 1．知识与技能： （1）一次电池与二次电池的区别 （2）一次电池、二次电池电极反应的 （3）书写理解燃料电池的反应原理 2．过程与方法： 通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能在生产生活中的实际意义。掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。 3．情感态度价值观： 通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。在探究三种电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。 教学重点 一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用 教学难点 化学电池的反应原理 教学方法 实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。 主要教具 实验仪器药品、多媒体 教学过程 学与问]在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？ 投影］
板书]第二节化学电源 问]什么是化学电池？ 回答]化学电池是将化学能转化为电能的装置。 讲]化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能再用了，如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池；二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后再充电可以使活性物质再生，这类电池可多次重复使用。板书]一、化学电源 1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 交流]电池与其他能源相比，其优点有那些？ 讲]能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。 板书]2、化学电源的优点： （１）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （２）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。（３）易维护，可在各种环境下工作。 投影]图4-2电池及其用途 问]面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？ 讲]看单位质量或单位体积所输出电能的多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。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，更适合电池使用者。 板书] 3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准： （１）比能量 （２）比功率
高中化学选修四第四章化学电源知识点
第二节化学电源 一、电池分类及工作原理 1、化学电池定义：是指能将化学能转变为电能的装置。 2、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池。 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池。 4、一次电池： 常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等. 5、二次电池：放电后可以再充电使活性物质再获得再生，可以多次重复使用， 又叫充电电池或蓄电池。 电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）： Pb＋SO42- ＝PbSO4↓ 正极（氧化铅）：PbO2＋4H+＋2e-＝PbSO4↓＋2H2O 充电：阴极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+ 阳极：PbSO4＋2e-＝Pb＋ 放电 两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋↓＋2H2O 6、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。 电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可 根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反 应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢 氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4 e- +4H+ =2H2O 当电解质溶液呈碱性时： 负极：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O 正极：O2＋2H2O＋4 e-＝4OH- 另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为： 负极：CH4＋10OH-－8e-＝＋7H2O； 正极：4H2O＋2o2＋8e-＝8OH-。 电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O
高中化学选修4反应热焓变教案
高中化学选修4反应热焓变教案
课时授课计划 第 1 周共 2 课时第 2 课时 课题 第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化（反应热、焓） 课的类型新课 学情分析 学生在必修二中已经学习了关于吸热反应和放热反应的相关知识，本节内容在此基础上加以深化。 教学目标知 识 与 能 力 1、了解反应热和焓变的含义 2、理解吸热反应和放热反应的实质 过 程 与 方 法 从化学反应的本质即旧键断裂与新键形成的角度研究反应热产生的原因 情 感 态 度 与 价 值 观 通过了解简单过程中的能量变化中的热效应 教 学重点理解吸热反应和放热反应的实 质 教 学 难 点 能量变化中的热效应 教学 媒体投影仪
教师活动 学生活动引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有 思考 （1）你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结 吗？ 活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应 反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量 （2）你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结 吗？ 多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的 生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳 反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量 1、当能量变化以热能的形式表现时： 我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那 么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？ 有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可 分，但以物质为主。 能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能 量到底怎样变化 2、反应热,焓变 化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答） 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学 键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键 形成需要放出能量。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量 与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量 的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。 反应热焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相 应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号：ΔH ， 单位：kJ/mol 或kJ?mol-1 思考讨论后回答
最新人教版高中化学选修四教案(全册 共65页)
最新人教版高中化学选修四教案（全册） 绪言 学习目标：1学习化学原理的目的 2：化学反应原理所研究的范围 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程 1：学习化学反应原理的目的 1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子3）如何实现这个过程？ 通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做 到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的 反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是学习 化学反应原理的目的。 2：化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问 题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念 1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生 有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定 是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活 化分子的多少有关。3）什么是活化能？活化分子高出反应 物分子平均能量的部分是活化能，如图 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大 小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般 分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内 有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化 剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化 学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅 提高. 5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？ 1、为什么可燃物有氧气参与，还必 须达到着火点才能燃烧？2、催 化剂在我们技术改造和生产中，起关 键作用，它主要作用是提高化学反应
人教版化学选修四教案表格型
课题第一章第一节化学反应与能量的变化课时安排两课时授课时间 整体设计知识与技能： 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释 放或吸收是以发生变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应物和生成物的质量； 3、了解反应热和焓变的涵义； 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。 过程与方法： 1、通过实验的引入，亲身感触到化学反应中的能量变化，培养学生的 观察能力，调动学生学习的积极性； 2、通过对化学反应中能量变化的微观分析、定量计算，培养学生从现 象到本质、从宏观到微观、从实践到理论的自然科学思维方法。 情感态度与价值观： 1、培养学生的分析推理能力、提高学生的识图能力及抽象思维能力； 2、培养学生分析综合的思维能力和求实、创新、合作的优良品质。 教学目标 重点及理由分析教学重点是反应热的涵义，热化学方程式的书写方法和应用。能源是人类生存和发展的重要物质基础，能源的充分利用是当代化学中要着重研 究的问题 难点及突破方法教学难点是△Ｈ的“+”与“—”，热化学方程式的书写。化学能与热能转化规律的研究帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能 量利用率的实际意义，进一步讨论在特定条件下，化学反应中能量变化以热效应表现时的“质”“能”关系。 教学方法视频引入，逐步抽象，揭示实质，清晰脉络关系，结合练习。 学情分析学生在必修二中已经学习过断开化学键吸收能量，形成化学键要放出能量，知道化学能与热能的相互转化，了解化学能可以转化为电能，化学 反应过程中有能量变化这一事实已经接受并认可，只有定性的认识，没有定量的认识和计算。因此在教学过程中，要让学生独立思考与计算， 同时结合课本及与同学相互探讨，相互学习的过程，总结提炼出自己的知识体系，并加以应用。 教具使用多媒体、实验 板书设计 第一节化学反应与能量的变化 一、焓变反应热 1、定义： 2、符号：△H 3、单位：kJ·mol-1或kJ/mol 4、规定： 5、ΔH计算表达式 二、热化学方程式
高二化学 化学电源 学案选修4
化学电源 学案 班次 姓名 课标要求： 1.了解电池的一般分类, 2.掌握几种典型电池的用途和特点. 3.掌握几种典型化学电池的电极反应 阅读教材:74-78页 一、化学电池的种类 化学电池是将________能变成_____能的装置,它包括_____电池,____电池和_____电池等几类. 电池优劣的判断标准: ①比能量 ［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 ②比功率 [符号是W/kg ，W/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小 ③电池的储存时间的长短 二 典型电池的介绍 1．碱性锌—锰干电池： 负极：__________________________________ 正极：__________________________________ 电解质：KOH 电池反应:________________________________ 碱性锌—锰干电池的特点:________________________________________________________ 2．银锌钮扣电池 负极：______________________________________________ 正极：______________________________________________ 总反应式：__________________________________ 一粒钮扣电池的电压达1.59 V ，安装在电子表里可使用两年之久 3．铅蓄电池： 放电的电极反应为： 负极：Pb ＋SO 42-－2e - ＝PbSO 4↓ 正极：PbO 2＋4H +＋SO 42-＋2e - ＝PbSO 4↓＋2H 2O 充电，其电极反应为： 阳极：PbSO 4＋2H 2O －2e - ＝PbO 2＋4H +＋SO 42- 阴极：PbSO 4＋2e - ＝Pb ＋SO 42- 蓄电池放电和充电的总反应式：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 4↓＋2H 2O 蓄电池的优点:_______________________________________________ 不足:_______________________________________________
人教版高中化学选修四《化学电源》.doc
高中化学学习材料 《化学电源》 一、选择题 1. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的放电过程可以表示为 Ag2O+ Zn+H2O = 2Ag＋Zn(OH)2.电池放电时，负极发生反应的物质是 A. Ag B. Zn C. Ag2O D. Zn(OH)2 2. 用于人造地球卫星的一种高能电池――银锌蓄电池，其电极反应式为： Zn＋2OH－－2e－＝＝ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－＝＝2Ag＋2OH－。据此判断氧化银是 A．负极，并被氧化 B．正极，并被还原 C．负极，并被还原 D．正极，并被氧化 3. 随着人们生活质量的日益提高，废旧电池已成为一个亟待解决的问题，对废旧电池的处理 体现了对资源和环境的可持续发展。人们对废旧电池的处理的主要目的是 A.回收电池外壳的金属材料 B.回收电池中的二氧化锰 C.回收电池中的石墨电极 D.防止电池中的重金属汞、镉、铅对土壤、水源的污染 4. 为体现“绿色奥运”“科技奥运”，2008年北京奥运会会出现中国自己生产的燃料电池汽车， 作为马拉松领跑车和电视拍摄车，预计该车装着“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A.通入氧气的电极发生氧化反应 B.通入氢气的电极为正极 C.总反应式为O2+2H2点燃2H2O D.正极的电极反应式为O2+4H+==+4e-2H2O 5. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O 在此电池放电时，负极上发生反应的物质是 A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 6. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多 种锂电池。某种锂电池的总反应式是Li＋MnO2＝ LiMnO2。下列说法正确的是 A. Li是负极，电极反应为Li－e-＝Li+ B. Li是正极，电极反应为Li＋e-＝Li- C. MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e-＝MnO2- D. 锂电池是一种环保型电池 7. 微型锂碘电池可用植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。这种电池中的电解质 是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。下列有关说法正确的是 A.正极反应：2Li－2e＝＝2Li＋ B.负极反应：I2＋2e－＝2I－ C.总反应是：2Li＋I2＝2LiI D.金属锂作正极 8. 锰锌干电池在放电时总反应方程式可以表示为： Zn（s）＋2MnO2＋2NH4＋＝Zn2+＋Mn2O3（s）＋2NH3＋H2O 在此电池放电时正极（碳棒）上发生反应的物质是 A. Zn B. 碳 C. MnO2和NH4+ D. Zn和NH3 9. 据报到，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。 其电池反应为：2Zn＋O2＝2ZnO原料为锌粒，电解液和空气。下列叙述正确的是 A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋ C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸 10.日常所用的干电池的电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2 氧化吸收H2）, 电极反应可简化为：Zn－2e－==Zn2+；2NH4++2e－ =NH3+H2,根据上述叙述判断下列说法正确的是 A. 干电池中锌为正极，碳为负极 B. 干电池工作时，电子由锌极经外电路流向碳极