高中化学选择性必修一 4.1.2化学电源 教案

人教版（2019） 选择性必修1 第四章 化学反应与能量

第一节  课时2 化学电源

教学设计

教学目标

1、了解常见化学电源的种类及其工作原理。

2、掌握常见化学电源的电极反应式和总方程式。

教学重难点

重点：

化学电池的工作原理；燃料电池电极反应式的书写

难点：

掌握几种典型化学电池的电极反应

教学过程

一、导入新课

在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。

二、新课讲授

【师】化学电池的分类与优劣

1、化学电池的分类及其特点

一次电池：活性物质消耗到一定程度，就不能使用，如普通的锌锰电池、碱性锌锰电池。

二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，如铅蓄电池、镍镉电池。

燃料电池：燃料失电子，氧化剂得电子，如氢氧燃料电池。

【提问】我们在日常生活中用到的电池多是二次电池，那么化学电池有什么优点呢？

【学生】具有能量转换效率高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。

【师】如何判断电池优劣呢？

【总结】(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

(3)电池的可储存时间的长短。

【师】化学电源的分类及工作原理

1．一次电池(以碱性锌锰电池为例)

(1)组成。正极：MnO2 ；负极：Zn；电解质：KOH。

(2)工作原理

负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；

正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－；

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

(3)特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。

2．二次电池(以铅蓄电池为例)

(1)组成：负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。

(2)工作原理

①放电过程

负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；

正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－=== PbSO4(s)＋2H2O(l)；

总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

②充电过程

阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)；

阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)；

总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。

(3)铅蓄电池的优缺点

①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产、生活中应用广泛。

②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。

3．燃料电池(以H2­O2燃料电池为例)

(1)构成

(2)工作原理

【学生】完成表格

(3)特点

①连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。

②电极材料本身不参与氧化还原反应。

③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。 

④能量转化率高(＞80%)，排放废物少。

板书设计

化学电源

一．化学电池的分类与优劣

二．化学电源的分类及工作原理