2019-2020年新人教版化學必修2高中《化學能與電能》word教案二.doc

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2019-2020年新人教版化學必修2高中《化學能與電能》word教案二 【課標要求】 知識與技能： 1．獲得化學能與電能轉化的化學實驗的基礎知識和基本技能，并完成化學能與電能轉化的化學實驗。 2．形成原電池的概念，探究構成原電池的條件。 過程與方法： 1．經歷對化學能與電能轉化的化學實驗探究的過程，進一步理解探究的意義，學習科學探究的基本方法，提高科學探究的能力。 2．能對自己的探究原電池概念及形成條件的學習過程進行計劃、反思、評價、和調控，提高自主學習化學的能力。 情感態(tài)度價值觀： 發(fā)展學習化學的興趣，樂于探究化學能轉化成電能的奧秘。 【教學重點】 初步認識原電池概念、原理、構成及應用 【教學難點】 通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質以及這種轉化的綜合利用價值。 【教學過程設計】 第一課時 【資料卡片】 熱電廠生產的過程 利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱為火力發(fā)電。燃料在鍋爐中燃燒產生蒸汽，用蒸汽沖動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。中國煤炭的44％用來發(fā)電。中國煤炭特點是高硫、高灰分且難洗選煤的比重較大，從1980年到1996年，煙塵排放量基本持平，SO2排放量呈上升的趨勢，氮氧化物排放總量得到一定的控制?；痣姀S沖灰水、灰渣排放量現(xiàn)已徹底解決。 【問題探究】 火電站中，從開始到結束能量是怎樣轉化的？火力發(fā)電利與弊？能否將化學能直接轉化為電能？ 【歸納小結】 1、火力發(fā)電的優(yōu)點： ①我國煤炭資源豐富,廉價方便. ②電能清潔安全,又快捷方便. 2、火力發(fā)電的缺點： ①排出大量的溫室效應氣體； ②有廢氣可能導致酸雨； ③廢料廢水； ④儲量有限； ⑤能量轉換效率低。 3、火力發(fā)電過程中的能量轉化： 化學能→熱能→機械能→電能 【問題探究】 能否設計一個裝置，直接將化學能轉化為電能呢？ 可以設計一個裝置使一個自發(fā)進行的氧化還原反應的氧化反應和還原反應分別發(fā)生。 【板書設計】 一、化學能直接轉化為電能的原理與裝置： 【實驗探究】 探究 Cu-Zn原電池原理實驗： 實 驗 現(xiàn) 象 ①Cu、Zn分別插入稀硫酸中 ②Cu、Zn同時插入稀硫酸中，但不接觸 ③將Cu、Zn用導線連接起來 ④在Cu、Zn導線之間接電流表 ⑤將Cu、Zn導線互換再接電流表 【實驗結論】 將Cu、Zn用導線連接起來同時插入稀硫酸中，Cu極上會產生氣泡，電路中有電流通過。 【歸納小結】 ⑴原電池的定義：將化學能轉化為電能的裝置。 ⑵Cu-Zn原電池電極反應式的書寫（以銅、鋅和稀硫酸組成的原電池為例）： 負極(鋅片)：Zn－2e－==Zn2＋（發(fā)生 反應） 　　 正極(銅片)：2H＋＋2e－==H2↑（發(fā)生 反應）　 總的離子反應： ⑶原電池原理： 較活潑的金屬 ，發(fā)生 反應， 從較活潑的金屬通過外電路流向 。 【實驗探究】 探究原電池構成條件 實驗一： 可以 可以 可以 不可以 【歸納小結】 形成條件一：活潑性不同的兩個電極。 實驗二： 可以 不可以 【歸納小結】 形成條件二：電極需插進電解質溶液中。 實驗三： 可以不可以 【歸納小結】 形成條件三：必須形成閉合回路。 【學生實驗】 實驗序號 電極材料 溶液 現(xiàn)象 1 Zn-Zn 稀 硫 酸 2 Cu-C 3 Zn-C 4 Fe-Zn 5 Cu-Zn 乙醇 6 Cu－Zn 1個西紅柿 7 2個西紅柿 【歸納總結】 1、原電池構成的條件 ①有一個自發(fā)進行的氧化還原反應； ②_______________________________________________ ； ③_______________________________________________ ； ④_______________________________________________ 。 2、判斷原電池正、負極的方法: ①由組成原電池的兩極材料判斷： 一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。 ②根據電流方向或電子流動方向判斷： 電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。 ③根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷： ④根據原電池里電解質溶液中離子的定向流動方向判斷： 原電池里電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動； ⑤根據現(xiàn)象判斷： 溶解的一極為負極，增重或有氣泡產生的一極為正極。 【一課一練】 1．下列說法中正確的是 （ ） A、原電池是把電能轉為化學能的裝置 B、原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應 C、原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應 D、原電池中的陽離子向正極移動 2．某金屬能和鹽酸反應生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，則該金屬可能為 ( ) A．鋁 B．銅 C．錫 D．硅 3．實驗室中制取氫氣，最好的方法是 ( ) A．純鋅與稀硫酸反應 B．純鋅與濃硫酸反應 C．純鋅與稀鹽酸反應 D．粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應 4．某金屬能和鹽酸反應生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，該金屬可能為( ) A．鋁 B．銅 C．錫 D．硅 5．將鋅片和銅片用導線連接于同一稀硫酸溶液中。下列敘述正確的是 ( ) A．正極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大 B．負極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大 C．正極、負極硫酸根離子的濃度基本不變 D．正極附近硫酸根離子的濃度逐漸減少 6．鐵在下列情況下腐蝕最快的是 （ ） A、鐵放入海水中 B、將鐵和鋅連接后放入到海水中 C、將鐵和鋅連接后放入到淡水中 D、將鐵和錫連接后放入到海水中 7．表明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強的敘述正確的是 ( ) A．在氧化還原反應中，甲失電子比乙失電子多 B．甲比乙同價態(tài)的陽離子的氧化性強 C．甲能與稀鹽酸反應生成氫氣而乙不能 D．將甲與乙組成原電池時，甲為正極 8．X，Y，Z都是金屬，把X浸A Z的硝酸溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y為負極。X，Y，Z三種金屬的活動性順序為 ( ) A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Y>Z>X 9．對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當導線中有1 mol電子通過時，理論上的兩極變化是 ( ) ①鋅片溶解了32.5 g②鋅片增重32.5 g③銅片上析出l g H2 ④銅片上析出1 mol H2 A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④ 10．將鋅片和銅片用導線連接于同一稀硫酸溶液中。下列敘述正確的是 （ ） A. 正極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大 B. 負極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大 C. 正極、負極硫酸根離子的濃度基本不變 D. 正極附近硫酸根離子的濃度逐漸減少 11．有A，B，C，D四種金屬。將A與B用導線連接起來浸入電解質溶液中，B不易腐蝕，將A，D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應劇烈，將銅浸入B的鹽溶液中，無明顯變化，若將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據此判斷這四種金屬的活動性由強到弱的順序是 ( ) A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 12．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是( ) A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生 B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極 C．兩燒杯中溶液的pH均增大 D．產生氣泡的速度甲比乙慢（06上海高考題） 13．我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中 的氧氣與鋁反應產生電流。電池總反應為：4A1+3O2+6H2O == 4A1（OH）3， 下列說法不正確的是 （06年江蘇高考題） ( ) A．正極反應式為：O2+2H2O+4e ==40H - B．電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉑電極 C．以網狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積 D．該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用 14．1958年世界上第一個心臟起搏器在瑞典植入人體成功，使用壽命長達10年之久。這種能源起搏器中安裝壽命最長、可靠性最高的鋰一碳電池，這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在-56.7～71.1℃溫度范圍內正常工作?，F(xiàn)已在火箭、移動電話、筆記本電腦中廣泛使用。它采用鋰和石墨作電極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯中(SOCl2)組成電解質溶液。電池總反應為：8 Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。 (1)此電池中 作負極，電極反應為 ， 作正極； (2)該電池用于心臟起搏器時，在生理上的作用是 。 15、根據下列事實：①X＋Y2+＝X2+＋Y；②Z＋H2O（冷）＝Z(OH)2＋H2↑；③Z2+氧化性比X2+弱；④由Y、W電極組成的電池，電極反應為W2+＋2e-＝W、Y－2e-＝Y2+，可知X、Y、Z、W的還原性由強到弱的順序為 16.如圖所示裝置： ⑴若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象為 。兩極反應式為：正極 ；負極 。 該裝置將 能轉化為 能。 ⑵若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為 ， 總反應方程為 。 17.有A、B兩種金屬分別與鹽酸反應，產生氫氣的速率相近。怎樣設計一個實驗證明A、B兩種金屬的活動性？（畫出實驗裝置圖） 18、（1）下列裝置能否組成原電池？并判斷正負極。 19、在由銅片、鋅片和200 mL稀硫酸組成的原電池中，若鋅片只發(fā)生電化學腐蝕，當在銅片上放出3.36 L（標準狀況）的H2時，硫酸恰好用完，則： ① 產生這些氣體消耗的鋅的質量是多少？ ② 通過導線的電子的物質的量是多少？ ③ 原稀硫酸的物質的量濃度是多少？ 【一課一練】參考答案 1、 D 2、C 3.D 4.C 5.C 6、D 7.C 8.C 9.A 10、BD 11．B 12C 13B 14．(1)Li Li-e-=Li+ 石墨 (2)起搏器遵循天然心臟的工作原理通過向心臟發(fā)送電脈沖以控制心臟的跳動 15、Z>X>Y>W 16.（1）鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉； 正極：2H++2e—=H2↑ 負極：Mg－2e—=Mg2+ 化學能、電能 （2）Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 17.將A、B金屬用導線連接插入鹽酸中組成原電池，有氣泡冒出的是較不活潑金屬，另一極為活潑金屬。（圖略） 18、答：I能，F(xiàn)e為負極，Cu為正極；II不能；III能，F(xiàn)e為負極，C為正極；IV能，F(xiàn)e為負極，C為正極；V不能。 19、① 9.75 g；② 0.3 mol；③ 0.75 mol/L