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高一化学教学案:化学能与电能1


高一化学教学案

课题:化学能与电能①

[知识与技能]:1、认识化学能与电能之间的相互转化 2、认识原电池概念,理解原电池原理,了解组成原电池的条件 [过程与方法]:学生通过对化学能转化为电能的学习,体验科学探究的过程,理解科学探究的意义,理解 科学探究的基本过程和方法,初步养成科学探究的能力。 [情感态度与价值观]:学生通过探究化学能转

化为电能的奥秘,提高学习化学的兴趣和热情,体验科学探 究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐 [教学重点]:初步认识原电池概念、原理、组成及应用 [教学难点]:通过对原电池实验的探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质 [复习提问]: 1、在化学反应中,物质中化学能的变化通常表现为的 2、金属活动性顺序表 3、在氧化还原反应中:氧化剂 反应本质 电子,发生 反应,还原剂 电子,氧化还原 的变化。 的过程, 引起重新组合,同时伴随 变化,即 转化为

[实物展示]:图片展示生活中常用电器。以上器材,需要它工作必须提供什么能源?

[学生回答]:化学电池作能源。 [指导阅读]: [讲 述]: 阅读课本 P39 页资料卡片,了解什么叫做一次能源,什么叫做二次能源? 电能是使用最广泛、最方便、污染最小的二次能源(见资料卡片) 。在化学反应中化学能

的变化通常表现为热量的变化,即化学能转化成热能。那么,物质中的化学能在什么条件下直 接转化为电能?又是如何转化的呢? [板 书]:第二节 化学能与电能

一、化学能与电能的相互转化 [问题探讨]:在火力发电的过程中,能量是怎样进行转换的? [归纳小结]:在火力发电过程中,经历了一系列的能量转换: 化学能 [过 燃烧 蒸汽 热能 机械能 发电机

渡]: 在火力发电过程中,化学能要经过一系列能量转换环节才能转化为电能,由于转换环节 多,能源利用率低,造成能源极度浪费。那么能否将化学能直接转化为电能? [指导阅读]:阅读课本 P40 第二、三段,了解化学能直接转化为电能的原理。 [板 书]:二、原电池原理 我们已经学习了有关金属的知识,了解了锌和铜的性质。锌是比较活泼的金属,能溶于 稀硫酸,铜是不活泼金属,不溶于稀硫酸。如果我们把锌片和铜片连接在一起,同时放到稀 硫酸中,会发生什么现象呢?下面我们做这个实验 [实验 2 -4]:题写好实验现象,并思考下列问题。 现 1、铜 片插入稀硫酸 铜片表面 象 [讲解分析]:

-1-

2、锌 片插入稀硫酸 3、铜片和锌片连在一起插入稀硫酸 4、铜片和锌片之间连一电流表

锌片表面 铜片表面 铜片表面 锌片表面 锌片表面 电流表指针

[交流讨论]:1、反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子? 2、导线在这个过程中起到什么作用? 3、你怎样才能知道导线中有电子流过?怎样才能知道导线中电子流动方向? 4、灵敏电流计的指针发生偏转,说明有电流通过,你如何解释这一现象?该装置的正负极分 别是什么? [教师精讲]: 要将化学能直接转化为电能,必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行,同时架设桥 梁,使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域,形成电流,这样将化学能直接转化为电能的装置 叫做原电池。 [归纳小结]: 归纳总结形成原电池的概念 1、定义: 化学能转变为电能的装置。 [思考与交流]: 在 Zn-Cu 原电池中从氧化还原反应和得失电子的角度来看,锌片和铜片分别发生什么反 应?并试着用式子表示出来。 [归纳小结]: (教师引导,学生归纳,共同得出结论) 2、 锌片:Zn-2e-=Zn2 + (氧化反应) 铜片:2H +2e =H2 ↑(还原反应) 总反应式:Zn+2H+=Zn2 ++H2 ↑ 3、电极反应式:表示正负极得失电子情况的式子。 4、原电池中的电极名称: 负极:电子流出的一极(上述原电池中的锌片) ; 正极:电子流入的一极(上述原电池中的铜片) ; [过 渡]: 通过刚才的实验我们可以体会到,化学能在原电池装置中可以直接转化为电能,那么, 符合什么条件的装置才能构成原电池呢? H+ Zn
2+

G

+



Zn

Cu

H2 SO4

[科学探究]:讨论、引出组成原电池需要的条件、原电池形成条件的探究: 编号 装置图示 实验内容 现象 1 2 3 4 5 6 7 Zn—Zn 与稀硫酸进行实验 Cu—石墨与稀硫酸进行实验 Zn—石墨与稀硫酸进行实验 Fe—Zn 与稀硫酸进行实验 如上图:Cu—Zn 与乙醇进行实验 Cu—Zn 与一个西红柿进行实验 Cu—Zn 与两个西红柿进行实验

解释或说明

[归纳小结]:5、组成原电池的条件 ①、有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。 ②、电极材料均插入电解质溶液中。 ③、两极相连形成闭合电路。 ④、具有能自发发生的氧化还原反应。
-2-

[典型例题]:1、由铝,铁,铜,银和稀硫酸,可以组成原电池的总数为 A、3 种 B、4 种 C、5 种

( D、6 种

C

)

2、下列 8 个装置中,能发生原电池反应的是 (④⑥⑦);若能构成原电池,请判定出原电池 正负极( )

[学 与 问]:

P41 据你所学知识, 你知道导线中的电子是怎样流动的吗?你又如何判定装置的正负极?

[归纳小结]:原电池正负极判定的几种方法: ①、 依据原电池两极材料:较活泼的金属作负极(K、Ca、Na 太活泼.不能作电极);较不 活泼金属或可导电的非金属(石墨等)作正极。 ②、 根据电流方向或电子流向:电流(外电路),由正极流向负极;电子则由负极经内电路 流向原电池的正极。 ③、据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极.阴离子流向原电池负极。 3、如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且 a 极上有大量气泡生 成,则以下叙述正确的是 ( B ) G a A、a 为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸 B、b 为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C、a 为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸 D、b 为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 4、把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀酸中,用导线两两相连组成原电池。若 a、a 相连时,a 为 负极,c、d 相连时,电流由 d 到 c;a、c 相连时 c 极上产生大量气泡,b、d 相连时,b 上有 大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为( A、a>b>c>d B、 a>c>d>b C、c>a>b>d B ) D、b>d>c>a

[归纳小结]:金属的活动性顺序判断的方法有 1.单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度 2.金属元素的最高价氧化物的水化物—— 氢氧化物的碱性强弱来比较 3.活泼性较强的金属能把活泼性较弱的金属从其盐溶液中置换出来 4.根据原电池原理,如:原电池中做负极的金属;电子流出的一极的金属等 [课堂小结]: [知识回顾]:1、燃烧属于氧化还原反应,氧化还原的本质是 程,电子的转移引起 转移在一定条件下形成电流。 2、原电池的电极判断:据你所学的电学知识,电流表的流向判断装置的正负极和电子流向。
-3-



之间发生电子转移的过

的重新组合,同时伴随着体系

的变化。能否设计一个装置使电子

锌片:

极 电子流

(流向

极)的一极。发生

反应,

电极反应:Zn - 2e- = Zn2+ 铜片: 极 电子流
+

(来自

极)的一极。发生

反应,

电极反应:2H + 2e- = H2 ↑ 电池总反应式:__________________________ 3、原电池的定义: 4、组成原电池的条件: [板书设计]:第二节 化学能与电能(第一课时) 一、化学能与电能的相互转化 1、燃煤发电的过程 。 的装置叫做原电池。

化学能

燃烧

热能

蒸汽

机械能

发电机 电能

2、燃烧的本质——氧化还原反应 3、原电池 锌片:Zn - 2e— = Zn2+ (氧化反应) + — 铜片:2H + 2e = H2 ↑ (还原反应) 总反应:Zn+2H+ = Zn2+ + H2 ↑ (1)原电池的定义——将化学能转变为电能的装置叫做原电池 (2)原电池的电极 负极:发生氧化反应,电子流出(流向正极)的一极 正极:发生还原反应,电子流入(来自负极)的一极 (3)组成原电池的条件 ①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极 ②电极材料均插入电解质溶液中(能自发进行氧化还原反应) ③两极相连形成闭合电路 (4)原电池的原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正 极) 。

高一化学教学案

课题:化学能与电能①

1、能源可分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称一级能源,需依靠其他能源的能 量间接制取的能源称为二级能源。据此判断,下列叙述正确的是( D ) A、天然气是二级能源 B、石油是二级能源 C、电能是一级能源 D、水力是一级能源 2、下列叙述中,正确的是 ( C ) A、电能是二次能源 B、水力是二次能源 C、天然气是一次能源 D、管道煤气是一次能源 3、下列说法中正确的是 ( D ) A、原电池是把电能转为化学能的装置 B、原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应 C、原电池两级均发生氧化还原反应 D、原电池中的阳离子向正极移动 4、某金属能和盐酸生成氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,则该金属可能为( C ) A、铝 B、铜 C、锡 D、硅 5、X、Y、Z 都是金属,把 X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中,X 的表面有 Z 析出,X 和 Y 组成原电池时,Y 为电

-4-

池的负极。X、Y、Z 三种金属的活动性顺序为 A、X>Y>Z B、X>Z>Y
2+ 2+

( C、Y>X>Z
B Ag Cu H2S04
— —

B

) D、Y>Z>X
D Cu Zn FeCl2

6、原电池的总反应的方程式是 Zn+Cu =Zn +Cu,该反应的原电池的组成正确的是( C )
A 正极 负极 电解质溶液 Zn Cu CuCl2


C Cu Zn CuSO 4

7、已知空气-锌电池的电极反应为:锌粒:Zn + 2OH


— 2e = ZnO + H2 O ( D )

石墨:O2 + H2 + 2e = 2OH 。根据判断,锌片是 A.正极,并被还原 B.正极,并被氧化 C.负极,并被还原 D.负极,并被氧化
- —

8、人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池,其电极反应 Zn+2OH —2e =ZnO+H2 O,Ag2 O+H2 O +2e—=2Ag+2OH-,据此判断,氧化银是 ( B ) 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 9、如图所示,烧杯中盛的是水,铁圈和银圈直接相连,在接头处银圈用一根 丝吊住,并使之平衡,小心地从烧杯中央滴入 CuSO4 溶液,反应一段时间 的现象是 ( D) A.两圈仍保持平衡 B.有气泡产生,两圈摇摆不定 C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜 10、将铜片和锌片用导线连接后,插入稀硫酸中构成原电池,其中,铜片是电池的 反应,反应式为 为 ;锌片为电池的 ;电子由 经过导线流向 极,发生 。

绝 缘 细 后,看到

极,发生 反应,反应式

-5-


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