《燃料电池》教学设计.doc

高三化学专题复习课－《燃料电池》教学设计

考 纲
课 标
要 求

1.了解原电池原理，能写出电池反应方程式。
2.了解化学电源的种类及其工作原理。
1.进一步了解原电池原理，能写出电极和电池反应方程式。
2.了解化学电源的种类及其工作原理，知道它们在生产、生活和国防中的实际应用

教

学

目

标
一、知识与技能：
通过原电池工作原理，抓住氧化还原反应是化学电源工作原理的本质，能正确判断燃料电池的正负极并书写其电极方程式。
二、过程与方法：
通过对液态燃料电池和固态燃料电池原理研究，让学生能够归纳总结出燃料电池的电极方程式的方法。培养学生的迁移能力和分析能力。
三、情感与价值观：
通过对学生的分析问题和解决问题的能力培养，使学生的思维迁移能力充分的锻炼与提高。同时培养学生建立绿色化学思想 。
教学
重点
燃料电池的工作原理的分析和电极方程式书写
教学
难点
燃料电池的电极方程式书写
教学
方法
讨论、归纳、总结法

板书
设计

燃料电池
方法：1.判断正、负极 2.兼顾电解质，确定产物 3.守恒

一、液态燃料电池 二、固体燃料电池 （ 酸性） （H+）
负极：2H2- 4e- = 4H+ 负极： 2H2 - 4e- = 4H+
正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 正极: O2+ 4H+ + 4e-= 2H2O （碱性） （O2-）
负极：2H2+4OH-- 4e-= 4 H2O 负极：2H2 -4e- +2O2－= 2H2O
正极：O2+2 H2O + 4e-= 4OH- 正极：O2 + 4e-= 2O2-

教学设计
教学内容
教
学
环
节
教 学 活 动

设计
意图
教 师 活 动
学生活动
复习原电池的知识

知识回顾

【设问】 电池工作时，能将化学能转变为电能，应用什么化学反应原理？
【思考交流】
1.原电池的电极名称？
2.原电池的电极反应类型？
3.氧化还原的特征？
4.氧化还原的本质？
5.原电池的电子流向？

回答

同学间交流
讨论，然后
回答问题

检查学生对已学知识的掌握情况，为“燃料电池”的学习作铺垫

液态燃料电池

类比分析

【展示图片】

【提出问题】
1.液态指的是什么？
2.这两种燃料电池的电极材料是什么？
3. 通氢气.氧气 电极都是什么极？
观察图片。

思考、分析、理解。

分析原电池的工作原理，加深学生对原电池知识的巩固和运用
培养学生的分析能力

板书总结
（ 酸性）负极：2H2 - 4e- = 4H+
正极：O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O

思考，并回答。

理解电极方程式的写法。
书写电极方程式

自主学习活动

分析工作原理，书写电极方程式

思考、分析、总结。

让学生总结出虽在不同的介质 电极反应方程式培养学生的理解能力和对比能力。

变式练习
学生板书

设置情境
（碱性）负极：2H 2 +4OH-- 4e-= 4H2O正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-

一般说来，根据一个氧化还原反应便可以设计一个电池。例如，某种燃料电池的总反应式是 CH4＋2O2＋2OH-== CO32-＋3H2O。请你思考回答问题1. 通CH4 极为（ ）极，通O2 极为（ ）极，
你是如何判断的？碳元素的化合价如何变化？2. 每消耗1molCH4，转移电子（ ）mol 3. 此电池的电解质溶液是 ( ) 4. 正极电极反应（ ）负极电极反应（ ）

对甲烷燃料电池的变式练习进行思考和分析。

培养学生的迁移能力和分析能力

固态燃料电池

多媒体展示

一种新型燃料电池，一极通入氢气，另一极通入氧气；电解质是固态晶体，在熔融状态下能传导H+或O2-依据原电池的原理，分组讨论该电池的工作原理，并将电极反应方程式填入学案的表格中。（变式练习传导O2-）

相互讨论，
相互交流。

在对液态燃料电池的分析的基础上，由学生自己总结固体燃料电池的相关知识

板书

（H+）
负极： 2H2 - 4e- = 4H+
正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O

（O2-）
负极：2H2 -4e- +2O2－= 2H2O
正极：O2 + 4e-= 2O2－

变式练习

总结

学案分析

多媒体展示
甲醇燃料电池可用于笔记本电脑等，它一极通入氧气，另一极通入甲醇；电解质能传导H+。电池工作时， 2CH3OH＋3O2 = 2CO2＋4H2O ,下列说法正确的是(  )
A.通甲醇一极为正极 。
B.正极电极反应式 3O2 + 12H+ + 12e- = 6H2O 
C.电池工作时电子从甲醇一极流向氧气一极。 D. 当转移24mole-时，消耗的甲醇2mol。
正确的书写出电极反应方程式的方法？

认真思考，并做出正确判断。

思考，总结

甲醇燃料电池是燃料电池的发展方向通过此题使学生关注科学发展和培养拓展能力

培养学生的归纳能力

拓展

1.燃料电池有何优点
2.通过我们对燃料电池的分析，你认为应从哪些方面对它分类？

培养学生建立绿色化学思想 和分类的能力