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其次章 化学反应与能量
其次节 化学能与电能
学习目标：1、生疏化学能与电能之间的相互转化；2、生疏原电池概念，理解原电池原理，了解组成原电池的条件。
学习重点：原电池的工作原理
旧知回顾：氧化还原反应的实质是电子的转移；不同形式的能量之间可以相互转化，转化过程中总能量保持不变；化学能与热能之间可以相互转化。
新知引导：
一、火电站的工作原理
【阅读提示】阅读教材内容及图片，归纳燃煤发电过程中能量变化，分析化学能转化为电能的关键？
燃煤发电过程中能量转化：化学能 电能，其中 是化学能转换为电能的关键。
【思考】燃煤发电过程中能源转换环节多，利用率低，能否将化学能直接转化为电能，从而提高能源的利用率？
二、原电池的工作原理
1．【试验探究】演示教材试验，记录试验现象，探究原电池的工作原理，归纳原电池的组成条件。
试验现象：锌片 ，铜片 ，电流表 。
现象分析：依据试验现象，锌片上发生 反应： ，铜片上发生 反应为： 。
原理分析：锌的活动性 于铜的活动性，锌 电子被 为Zn2＋进入溶液，电子由 片流出经导线流入 片，溶液中H＋在 片上 电子被 为氢气，从 上逸出。
试验结论：该装置将 能转变 电能，称作 。
【背景学问】在电学中，电流的方向与电子流淌方向相反。输出电流的一极是电源的正极，而流入电流的一极是电源的负极。
2．【归纳总结】依据演示试验，结合背景学问，归纳原电池的工作原理及组成条件。
该装置中电子从 片流出经导线流入 片，电流从 片流出经导线流入 片，因此 片是负极， 片是正极。
3．【学问迁移】依据铜锌原电池的工作原理，归纳原电池的电极的组成材料、电流方向以及反应类型等。
推断方法
负 极
正 极
电极材料
金属活动性 的电极
金属活动性 的的电极
电子或电流流淌方向
流出， 流入的电极
流入， 流出的电极
反应类型
发生 反应的电极
发生 反应的电极
三、进展中的化学电源
【案例分析】利用原电池的工作原理，分析进展中的化学电源的电极组成及电池反应。
1．干电池
干电池是 电池，放电后 充电，最早使用的干电池为 干电池，其正极为 ，负极为 ，电池反应为： 。
2．充电电池
充电电池称为 电池，放电时发生的氧化还原反应在充电时可以 ，使电池恢复到 的状态。最早使用的充电电池为 电池，正极为 ，负极为 ，电池总反应为： 。
3．燃料电池
燃料电池是将 和 反应放出的化学能 转化为电能，燃料的利用率和能量的转化率高。
氢氧燃料电池以 作为燃料，产物为 ，正极通入 ，负极通入 ，总反应为： 。
甲烷燃料电池以 作为燃料，产物为 ，正极通入 ，负极通入 ，总反应为： 。
【参考答案】
一、热能 机械能 燃烧
二、1．渐渐溶解 表面有气泡冒出 指针发生偏转 氧化 Zn－2e－＝Zn2＋ 还原 Cu2＋＋2e-＝Cu 强 失去 氧化 锌 铜 铜 得到 还原 铜 化学 电 原电池 2．锌 铜 铜 锌 锌 铜 3．强 弱 电子 电流 电子 电流 氧化 还原
三、1．一次性 不能 锌锰 Zn 石墨棒 Zn＋2MnO2＋2NH4Cl＝ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O 2．二次 逆向进行 放电前 铅蓄 PbO2 Pb Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O 3．燃料 氧化剂 直接 H2 H2O O2 H2 2H2＋O2＝2H2O CH4 CO2和H2O O2 CH4 CH4＋2O2＝CO2＋2H2O
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