人教版高中化学必修二教案-2.2化学能与电能

化学能转化为电能———原电池 一、教学目标 （1）知识与技能 1、以铜锌原电池为例，掌握原电池的工作原理。 2、培养观察能力，实验能力和分析推理能力。 3、从更多角度体会化学科学与人类文明和社会发展的密切关系。 （2）过程与方法 通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成本质是氧化还原反应的拓展与应用。 （3）情感态度与价值观 发展学生学习化学的兴趣，使其乐于探究化学能转化为电能的奥秘。 二、教学重点 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 三、教学难点 原电池的工作原理 四、教学过程 引入新课：【视频】 步 骤 现 象 1.将Zn片插入稀H2SO4 2.将Cu片插入稀H2SO4 3.Zn片和Cu片平行并不接触插入稀H2SO4 4. Zn片和Cu片用导线连接(中间接电 流表)插入稀 H2SO4 【问题探究】 1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？ 3、锌片的质量有无变化？溶液中 c (H+)如何变化？ 4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5、电子流动的方向如何？ 讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学 能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电 池。 【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。 问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？ 学生： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 讲：为什么会产生电流呢？ 答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还 原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因 此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随 有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原 反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动， 便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向 移动形成电流。 （2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将 化学能转化成电能的形式释放。 问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。 （3）原理：（负氧正还） 问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？ 学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子 讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？ 学生：溶液中的氢离子 讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池， 形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上 产生了气泡的原因。 讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是 从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中， 正负极分别是什么？ 学生：负极（Zn） 正极（Cu） 实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！ 讲：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极 方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为： 负极（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋ （氧化） 正极（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（还原） 讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，负氧正还。 注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡 总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规 则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。 【分析】5、原电池正负极判定方法 1 据原电池两极材料：负极一般为较活泼金属，正极一般为活泼性较弱的金属或能导电的 非金属。 2 根据电子流向：电子由负极经外电路流向原电池的正极。 3 根据电解质 溶液中离子迁移方向：阳离子移向原电池正极，阴离子移向负极。 4 根据原电池中反应类型：负极失去电子，发生氧化反应，现象则是电极本身的消耗，质 量减小；正极得到电子，发生还原反应，现象是伴随金属的析出或H2的放出等。 转折：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那 么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？ 【学生实验探究】形成原电池的条件 【学生思考】总结组成原电池需要的条件 【板书】3、组成原电池的条件 （1）两个活泼性不同的电极 （2）两极插入电解质溶液中 （3）形成闭 合的回路 例1：下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是（ ） 【案例分析】格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，人们可以发现 她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的——这是她富有的标志；另一颗 是不锈钢的——这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不得其解的是，自从车祸后，格林太 太经常头痛、夜间失眠、心情烦 躁……医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未好转…… 你能为格林太太开个药方吗？ 【课堂总结】 注意：前提必须能够自发进行氧化还原反应 负极 失电子 氧化反应 正极 得电子 还原反应 【作业】 【板书设计】 原电池 一、 概念 原电池是将化学能转化为电能的一种装置。 二、 前提 自发进行的氧化还原反应。 三、 组成原电池的条件 （1）两个活泼性不同的电极 （2）两极插入电解质溶液中 （3）形成闭合的回路 四、 工作原理 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）。 电极反应式：负极：Zn-2e-= Zn2+（氧化反应）， 正极：2H+-2e-= H2↑（还原反应）。