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

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2019-2020年新人教版化學(xué)必修2高中《化學(xué)能與電能》word教案二 【課標(biāo)要求】 知識與技能： 1．獲得化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識和基本技能，并完成化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。 2．形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件。 過程與方法： 1．經(jīng)歷對化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的過程，進(jìn)一步理解探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)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(xué)習(xí)過程進(jìn)行計(jì)劃、反思、評價、和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。 情感態(tài)度價值觀： 發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的奧秘。 【教學(xué)重點(diǎn)】 初步認(rèn)識原電池概念、原理、構(gòu)成及應(yīng)用 【教學(xué)難點(diǎn)】 通過對原電池實(shí)驗(yàn)的探究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。 【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】 第一課時 【資料卡片】 熱電廠生產(chǎn)的過程 利用煤、石油、天然氣等自然界蘊(yùn)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(chǎn)生蒸汽，用蒸汽沖動汽輪機(jī)，再由汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。中國煤炭的44％用來發(fā)電。中國煤炭特點(diǎn)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(jié)束能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？火力發(fā)電利與弊？能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能？ 【歸納小結(jié)】 1、火力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)： 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(diǎn)： ①排出大量的溫室效應(yīng)氣體； ②有廢氣可能導(dǎo)致酸雨； ③廢料廢水； ④儲量有限； ⑤能量轉(zhuǎn)換效率低。 3、火力發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化： 化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能 【問題探究】 能否設(shè)計(jì)一個裝置，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢？ 可以設(shè)計(jì)一個裝置使一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別發(fā)生。 【板書設(shè)計(jì)】 一、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置： 【實(shí)驗(yàn)探究】 探究 Cu-Zn原電池原理實(shí)驗(yàn)： 實(shí) 驗(yàn) 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(dǎo)線連接起來 ④在Cu、Zn導(dǎo)線之間接電流表 ⑤將Cu、Zn導(dǎo)線互換再接電流表 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 將Cu、Zn用導(dǎo)線連接起來同時插入稀硫酸中，Cu極上會產(chǎn)生氣泡，電路中有電流通過。 【歸納小結(jié)】 ⑴原電池的定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 ⑵Cu-Zn原電池電極反應(yīng)式的書寫（以銅、鋅和稀硫酸組成的原電池為例）： 負(fù)極(鋅片)：Zn－2e－==Zn2＋（發(fā)生 反應(yīng)） 　　 正極(銅片)：2H＋＋2e－==H2↑（發(fā)生 反應(yīng)）　 總的離子反應(yīng)： ⑶原電池原理： 較活潑的金屬 ，發(fā)生 反應(yīng)， 從較活潑的金屬通過外電路流向 。 【實(shí)驗(yàn)探究】 探究原電池構(gòu)成條件 實(shí)驗(yàn)一： 可以 可以 可以 不可以 【歸納小結(jié)】 形成條件一：活潑性不同的兩個電極。 實(shí)驗(yàn)二： 可以 不可以 【歸納小結(jié)】 形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中。 實(shí)驗(yàn)三： 可以不可以 【歸納小結(jié)】 形成條件三：必須形成閉合回路。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】 實(shí)驗(yàn)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(jié)】 1、原電池構(gòu)成的條件 ①有一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)； ②_______________________________________________ ； ③_______________________________________________ ； ④_______________________________________________ 。 2、判斷原電池正、負(fù)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(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。 ②根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷： 電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極。 ③根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷： ④根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液中離子的定向流動方向判斷： 原電池里電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動； ⑤根據(jù)現(xiàn)象判斷： 溶解的一極為負(fù)極，增重或有氣泡產(chǎn)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(zhuǎn)為化學(xué)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(yīng) C、原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應(yīng) D、原電池中的陽離子向正極移動 2．某金屬能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，則該金屬可能為 ( ) A．鋁 B．銅 C．錫 D．硅 3．實(shí)驗(yàn)室中制取氫氣，最好的方法是 ( ) A．純鋅與稀硫酸反應(yīng) B．純鋅與濃硫酸反應(yīng) C．純鋅與稀鹽酸反應(yīng) D．粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應(yīng) 4．某金屬能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，該金屬可能為( ) A．鋁 B．銅 C．錫 D．硅 5．將鋅片和銅片用導(dǎo)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(fù)極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大 C．正極、負(fù)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(qiáng)的敘述正確的是 ( ) A．在氧化還原反應(yīng)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(qiáng) C．甲能與稀鹽酸反應(yīng)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(fù)極。X，Y，Z三種金屬的活動性順序?yàn)? ( ) 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(dāng)導(dǎo)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(dǎo)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(fù)極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大 C. 正極、負(fù)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(dǎo)線連接起來浸入電解質(zhì)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(yīng)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(jù)此判斷這四種金屬的活動性由強(qiáng)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(chǎn)生 B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極 C．兩燒杯中溶液的pH均增大 D．產(chǎn)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(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中 的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)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(yīng)式為：O2+2H2O+4e ==40H - B．電池工作時，電流由鋁電極沿導(dǎo)線流向鉑電極 C．以網(wǎng)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(dá)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(nèi)正常工作。現(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(zhì)溶液。電池總反應(yīng)為：8 Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。 (1)此電池中 作負(fù)極，電極反應(yīng)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(jù)下列事實(shí)：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(yīng)為W2+＋2e-＝W、Y－2e-＝Y(jié)2+，可知X、Y、Z、W的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? 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(yīng)式為：正極 ；負(fù)極 。 該裝置將 能轉(zhuǎn)化為 能。 ⑵若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為 ， 總反應(yīng)方程為 。 17.有A、B兩種金屬分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的速率相近。怎樣設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)證明A、B兩種金屬的活動性？（畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖） 18、（1）下列裝置能否組成原電池？并判斷正負(fù)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(xué)腐蝕，當(dāng)在銅片上放出3.36 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H2時，硫酸恰好用完，則： ① 產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是多少？ ② 通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量是多少？ ③ 原稀硫酸的物質(zhì)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(zhuǎn)； 正極：2H++2e—=H2↑ 負(fù)極：Mg－2e—=Mg2+ 化學(xué)能、電能 （2）Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 17.將A、B金屬用導(dǎo)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(fù)極，Cu為正極；II不能；III能，F(xiàn)e為負(fù)極，C為正極；IV能，F(xiàn)e為負(fù)極，C為正極；V不能。 19、① 9.75 g；② 0.3 mol；③ 0.75 mol/L