《《燃料电池电极反应式的书写》上课ppt课件 (省级优质课获奖案例).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《燃料电池电极反应式的书写》上课ppt课件 (省级优质课获奖案例).ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、燃料电池电极反应式的书写复习课一、考纲要求一、考纲要求 2017 2017高考高考考试说明考试说明中明确要求中明确要求：1 1、理解原电池和电解池的工作原理，、理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反能写出电极反应和电池反应方程式应和电池反应方程式。2 2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。、了解常见化学电源的种类及其工作原理。燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写二、命题情报二、命题情报 以以教材变形装置教材变形装置或或新材料信息新材料信息为背景考查电化学原为背景考查电化学原理是近几年高考命题的特点，以理是近几年高考命题的特点，以选择、综合分析题选择、综合分析题等考查等考查电化
2、学原理的应用、电极反应式的书写、新型电池分析等。电化学原理的应用、电极反应式的书写、新型电池分析等。常见的命题角度有：常见的命题角度有：燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写（1）新型化学电源；）新型化学电源；（2）原电池与电解池的综合考查）原电池与电解池的综合考查（3）电化学与化学实验的综合考查）电化学与化学实验的综合考查（4）电化学与化学平衡、离子平衡的综合考查。）电化学与化学平衡、离子平衡的综合考查。学科核心素养：学科核心素养：理理解燃料电池在高考中考解燃料电池在高考中考查查的重点的重点电极反应式电极反应式的书写；的书写；掌握燃料电池掌握燃料电池电极反应式的书写电极反应式的书写
3、规律规律；熟练书写熟练书写各类介质中不同燃料电池电极反应式，各类介质中不同燃料电池电极反应式，锻锻炼学生接受、吸收、整合化学信息的能力，轻松解炼学生接受、吸收、整合化学信息的能力，轻松解答高考题。答高考题。三、教学目标三、教学目标燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写能力素养：能力素养：通过通过对比对比学习，感受化学学科内在的规律性，学习，感受化学学科内在的规律性，体验发现规律的快乐！体验发现规律的快乐！通过本课的学习：了解通过本课的学习：了解材料、能源与化学的材料、能源与化学的关系，认识化学在促进社会发展和改善人类关系，认识化学在促进社会发展和改善人类生活质量方面所起的关键作用，建
4、立正确的生活质量方面所起的关键作用，建立正确的化学观。化学观。三、教学目标三、教学目标燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写 三、教学目标三、教学目标重点重点燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写 难点难点燃料电池电极反应式的书写规律燃料电池电极反应式的书写规律燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写教学重点、难点：教学重点、难点：第二，探究教学法第二，探究教学法 第一，实验教学法第一，实验教学法 第三，练习教学法第三，练习教学法 四、教学方法四、教学方法燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写环节环节1 1：
5、引出课题，明确任务：引出课题，明确任务1 1）酸性介质酸性介质中燃料电池电极反应式的书写中燃料电池电极反应式的书写方法和规律方法和规律2 2）碱性介质碱性介质中燃料电池电极反应式的书写中燃料电池电极反应式的书写方法和规律方法和规律3)3)固体氧化物介质固体氧化物介质中燃料电池电极反应式中燃料电池电极反应式的书写方法和规律的书写方法和规律4)4)熔融碳酸态盐介质熔融碳酸态盐介质中燃料电池电极反应中燃料电池电极反应式的书写方法和规律式的书写方法和规律本课的主要任务：本课的主要任务：学生活动一：学生活动一：合作小组合作小组 领领 取取 任任 务务 卡卡 抽签抽签 确定确定 自制自制氢氧酸氢氧酸性性燃
6、料电池，并通过动手做实验总结出：燃料电池，并通过动手做实验总结出：燃料电池的形成条件、正负极的确定等。燃料电池的形成条件、正负极的确定等。抽签抽签 确定确定自制自制碱性氢氧碱性氢氧燃料电池，并通过动手做实验探究燃料电燃料电池，并通过动手做实验探究燃料电池的工作原理。池的工作原理。抽签抽签 确定确定收集整理收集整理燃料电池的种类、优点及应用等。燃料电池的种类、优点及应用等。抽签抽签 确定确定用用现代技术现代技术探究探究肼和氨类（如肼和氨类（如N N 2 2H H4 4 _ _OO2/2/NaOH,N HNaOH,N H3 3 _ _OO2/2/NaOHNaOH）燃料电池电极反应式的书写，并总结规
7、律。燃料电池电极反应式的书写，并总结规律。抽签抽签 确定确定用用现代技术现代技术探究探究烃类（如烃类（如CHCH4 4 _ _OO2/2/H H2 2 SO SO4 4 ，CHCH4 4 _ _OO2 2/NaOHNaOH）燃料电池电极反应式的书写，并总结规律。燃料电池电极反应式的书写，并总结规律。抽签抽签 确定确定自选方法自选方法探究探究固体氧化物固体氧化物燃料电池燃料电池（以（以H H2 2_ _OO2/2/固体氧化固体氧化物且物且高温传导高温传导OO2-2-、CHCH4 4 _ _OO2/2/传导传导OO2-2-为例）为例）电极反应式电极反应式的书写，并总结规律。的书写，并总结规律。抽签
8、抽签 确定确定用用传统方法传统方法探究探究熔融碳酸盐熔融碳酸盐燃料电池燃料电池（以（以COCOO O2 2/熔融熔融LiLi2 2COCO3 3且正极充入且正极充入COCO2 2、CHCH4 4 _ _OO2/2/K K2 2 CO CO3 3且正极充入且正极充入COCO2 2为例）为例）电极反应式的书写电极反应式的书写,并总结规律。并总结规律。成果展示：成果展示：学生活动二：学生活动二：燃料电池燃料电池酸碱性酸碱性；氧氧酸酸吃吃酸碱酸碱吐吐碱碱 ；（即酸吃（即酸吃H H+,碱吐碱吐OHOH-）【师生共同完成师生共同完成】环节环节2 2：寻找规律，归纳方法：寻找规律，归纳方法1 1、“顺口溜顺
9、口溜”阳离子阳离子趋向正极、在正极上参与反应，趋向正极、在正极上参与反应，在负极上生成在负极上生成（如（如H H+););阴离子阴离子趋向负极，在负极上参与反应，趋向负极，在负极上参与反应，在正极上生成在正极上生成（如（如OHOH-、O O2-2-、COCO3 32-2-)【师生共同完成师生共同完成】环节环节2 2：寻找规律，归纳方法：寻找规律，归纳方法2 2、离子趋向法：同性移，异性生、离子趋向法：同性移，异性生1.先先“抓写抓写”总总反应式反应式3.最后两式相减：即最后两式相减：即-“总总减减一一”2.再再“巧写巧写”较简单较简单一一极（如正极）极（如正极）的电极反应式的电极反应式“守恒守
10、恒”是关键是关键3、加减法、加减法注：注：电极产物在电解质溶液中电极产物在电解质溶液中能稳定存在，能稳定存在，否则被否则被“吃掉吃掉”！燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致。若产物能和电解质溶液中电解质反应，则总若产物能和电解质溶液中电解质反应，则总反应为加和后的反应。反应为加和后的反应。1.酸性介质：酸性介质：O2+4H+4e-=2H2O2.碱性介质：碱性介质：O2+2H2O+4e-=4OH-3.固体电解质：固体电解质：O2+4e-=2O2-4.熔融碳酸盐：熔融碳酸盐：O2+2CO2+4e=2CO32-.判断装置判断装置（原（原电池池?）判断电极判断电极
11、（正、（正、负？）？）书写电极反应式书写电极反应式(守恒、介守恒、介质性性质)反应原理反应原理(是否自发是否自发?)装置装置(有无电源有无电源?)电子移动电子移动离子移动离子移动电极现象电极现象电子守恒电子守恒电荷守恒电荷守恒原子守恒原子守恒具体具体解题方法：解题方法：电极反应式书写电极反应式书写 燃料电池燃料电池 知识迁移知识迁移：新型化学电池中新型化学电池中各类介质的书写各类介质的书写规律规律课堂小结课堂小结 知识主线知识主线学法主线学法主线原电池工作原理（原电池工作原理（基础基础）失负氧（失负氧（“师父养师父养”）（关键关键）燃料电池燃料电池 （深化）（深化）解决解决高考中出现高考中出现
12、新型新型电池电池（应用）（应用）电极反应式的电极反应式的书写书写（核心）（核心）（2016年高考天津卷年高考天津卷,10）氢能是发展中的新能源，氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：答下列问题：（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_(至至少答出两点少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出写出碱性碱性氢氧燃料电池的负极反应式：氢氧燃料电池的负极反应式：_。【学生练习学生练习1 1】污染小、可再生、资源丰富、燃烧热
13、值高等污染小、可再生、资源丰富、燃烧热值高等 H H2 2-2e-2e-+2OH+2OH-=2H=2H2 2O O环节环节3 3：:学以致用，能力提升学以致用，能力提升氢氧氢氧固体氧化物固体氧化物燃料电池是美国西屋燃料电池是美国西屋(Westinghouse)公公司研制开发的。它以固体氧化锆司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过，该电在其间通过，该电池的工作原理池的工作原理如下图所示如下图所示，其中多孔电极，其中多孔电极a、b均不参加电均不参加电极反应。极反应。回答下列问题：回答下列问题：1
14、 1)有有O2放电的放电的a极为原电池的极为原电池的 极，极，有有H2放电的放电的b极为原电池的极为原电池的 极极2)电极反应式：电极反应式：负极负极 正极正极 总反应方程式总反应方程式 【学生练习学生练习2 2】【学以致用，能力提升学以致用，能力提升】正正负负2H2H2 2-4e-4e-+2O2-=2H=2H2 2O OO2+4e-=2O2-2H2H2 2+O2=2H=2H2 2O O（2015江苏卷，江苏卷，10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（如图。下列有关该电池的说法正确的是（）A.反应反应CH4H2O 3H2CO,每消耗
15、每消耗1molCH4转移转移12mol电子电子B.电极电极A上上H2参与的电极反应为：参与的电极反应为：H22OH-2e-=2H2OC.电池工作时，电池工作时，CO32向电极向电极B移动移动 D.电极电极B上发生的电极反应为：上发生的电极反应为：O22CO24e-=2CO32-【学以致用，能力提升学以致用，能力提升】【学生练习学生练习3 3】D（20122012四川理综化学卷四川理综化学卷1111）一一种种基基于于酸酸性性燃燃料料电电池池原原理理设设计计的的酒酒精精检检测测仪仪，负负极极上上的的反反应应为为CHCH3 3CHCH2 2OHOH4e4e+H+H2 2O=CHO=CH3 3COOH
16、+4HCOOH+4H。下下列列有有关关说说法法正确的是正确的是（）A.A.检测时，电解质溶液中的检测时，电解质溶液中的H H向负极移动向负极移动B.B.若有若有0.4mol0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗电子转移，则在标准状况下消耗4.48L4.48L 氧气氧气C.C.电池反应的化学方程式为：电池反应的化学方程式为：CHCH3 3CHCH2 2O OH H+O+O2 2=CH=CH3 3COOH+HCOOH+H2 2O OD.D.正极上发生的反应是：正极上发生的反应是：O O2 2+4e+4e+2H+2H2 2O=4OHO=4OH C燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写【学
17、生练习学生练习4 4】（20132013新课标卷新课标卷I I2828）二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池优点，其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池（5.93kW5.93kWh hkgkg-1-1），若电解质为酸性，二甲），若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为醚直接燃料电池的负极反应为_。燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写【学生练习学生练习5 5】CHCH3 3OCHOCH3 3+3H+3H2 2O-12eO-12e-=12H=12H+2CO+2CO2 2 找找：书写找找：书写注意事项注意事
18、项 燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写 谈谈：感悟和收获谈谈：感悟和收获 燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写（2016浙江卷，浙江卷，11）金属（金属（M）空气电池（如图）具有原料易得、空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n 已知：电已知：电池的池的“理论比能量理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法电能
19、。下列说法不正确不正确的是（的是（）A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面有利于氧气扩散至电极表面B比较比较Mg、Al、Zn三种金属三种金属空气电池，空气电池，Al空气电池的理论比能量最高空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：空气电池放电过程的正极反应式：4Mn+nO2+2nH2O+4ne=4M(OH)nD在在M空气电池中，为防止负极区沉积空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜，宜采用中性电解质及阳离子交换膜燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极
20、反应式的书写 【学生练习学生练习6 6】C（2016全国全国III卷，卷，11）锌锌空气燃料电池可用作电动车动空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)42-。下列说法正确是。下列说法正确是()A.充电时，电解质溶液中充电时，电解质溶液中K+向阳极移动向阳极移动B.充电时，电解质溶液中充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小逐渐减小C.放电时，负极反应为：放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH)42-D.放电时，电路中通过放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气电子，消耗
21、氧气22.4L（标准（标准状况）状况）燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写 【学生练习学生练习7 7】C可用可用“拆分法拆分法”，技巧：正正负负、颠颠倒倒技巧：正正负负、颠颠倒倒（2016年高考海南卷）年高考海南卷）某电池以某电池以K2FeO4和和Zn为电极材料，为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液溶液为电解溶质溶液.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）AZn为电池的负极为电池的负极B正极反应式为正极反应式为2FeO42+10H+6e=Fe2O3+5H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时电池工作时OH-向负极迁移向负极迁移燃料电池
22、电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写 【学生练习学生练习8 8】CD常规考法：考查原电池原理及化学电源常规考法：考查原电池原理及化学电源4.4.下图是一个化学过程的示意图。下图是一个化学过程的示意图。(1)(1)图中甲池是图中甲池是_装置装置(填填“电解池电解池”或或“原电池原电池”)，其中其中OHOH-移向移向_极极(填填“CHCH3 3OHOH”或或“O O2 2”)。(2)(2)写出写出通入通入CHCH3 3OHOH的电极的电极反应式的电极的电极反应式：_。(3)(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极变红的电极为为_极极(
23、填填“A A”或或“B B”)，并写出此电极的反应式：，并写出此电极的反应式：_原电池原电池CHCH3 3OHOHCH3OH+8OH-6e-=CO32-+6H2O A A4OH-4e-=O2 +2H2O(4)(4)乙池中总反应的离子方程式为乙池中总反应的离子方程式为_。(5)(5)当乙池中当乙池中B(Ag)B(Ag)极的质量增加极的质量增加5.40 g5.40 g时，时，乙乙池的池的pHpH是是_(_(若此时乙池中溶液的体积为若此时乙池中溶液的体积为500 mL)500 mL)；此时丙池某电极析出；此时丙池某电极析出1.60 g1.60 g某金属，某金属，则丙中的某盐溶液可能是则丙中的某盐溶液可能是_(_(填序号填序号)。A.MgSO A.MgSO4 4 B.CuSO B.CuSO4 4 C.NaCl C.NaCl D.AgNO D.AgNO3 34Ag+2H2O=4Ag+O2 +4H+1 1 BD BD