燃料电池电极反应式的书写(说课).ppt

燃料电池电极反应式的书写,专题复习：,1,2,3,4,教学过程的设计,教学内容的分析,教学方法的分析,教 学 反 思,燃料电池电极反应式的书写,一、教学内容的分析,在高考考试说明中明确要求：5.化学反应与能量（8）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。,1.教材的地位和作用,燃料电池电极反应式的书写,燃料电池是原电池知识的具体应用，又由于其绿色、环保，是当今社会大力发展的优秀电源。更成为近年来高考试题中的热点，其中燃料电池的电极反应式的书写又成为了考察中的重中之重，尤其是燃料电池负极反应式的书写。,一、教学内容的分析,1.教材的地位和作用,燃料电池电极反应式的书写,2、教学目标的确定,知识与技能：,了解燃料电池在高考中考察的重点电极反应式的书写；,掌握燃料电池电极反应式的书写技巧；,熟练书写各类介质中不同燃料电池电极反应式，锻炼学生接受、吸收、整合化学信息的能力，轻松解答高考题。,一、教学内容的分析,燃料电池电极反应式的书写,过程与方法：,通过酸性环境、碱性环境中氢气和氧气的放电现象，体验氢氧燃料电池的放电效果；,通过不同介质中氢氧燃料电池电极反应式，类比、讨论、归纳燃料电池电极反应式的书写技巧，使思维更为有序。,改换燃料和反应介质熟练掌握不同燃料电池电极反应式的书写。,一、教学内容的分析,2、教学目标的确定,燃料电池电极反应式的书写,情感态度与价值观：,通过对比学习，感受化学学科内在的规律性，体验发现规律的快乐！,学生体会和感受材料、能源与化学的关系，认识化学在促进社会发展和改善人类生活质量方面所起的关键作用，建立正确的化学观。,一、教学内容的分析,2、教学目标的确定,燃料电池电极反应式的书写,一、教学内容的分析,3.教学的重点与难点,重点,燃料电池电极反应式的书写,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,1.学情分析,二、教学方法的选择,学习原电池时，学生最感到困难的是电极反应式的书写，特别燃料电池的电极反应式的书写，学生不能将电荷守恒、元素守恒和得失电子守恒规律灵活应用，不能结合电解质提供的反应环境综合判断反应产物。将不同介质中的电极反应分散记忆，找不到规律，方法缺失是学生学习时倍感困难的主要原因。,燃料电池电极反应式的书写,第一，实验教学法。,第三，探究教学法。,2.具体办法,二、教学方法的选择,燃料电池电极反应式的书写,图片展示，寻找其中共性燃料电池。突出应用广泛、研究有意义（燃料电池优点、高考内容）引起学生学习兴趣及关注度提升明确本节课重点燃料电池电极反应的书写,燃料电池电极反应式的书写,燃料电池电极反应式的书写,1.酸性氢氧燃料电池（回归教材）,【实验】（1）实验用品：仪器：烧杯、碳棒、导线、小灯泡、棉纱等药品：2mol/L的H2SO4溶液、H2储气瓶、O2储气瓶,环节二：寻找规律，归纳方法,【实验现象】小灯泡发光【原理】书写酸性条件下氢氧燃料电池的电极反应式,燃料电池电极反应式的书写,O2+4e-=2O-,2 O2-+4H+=2H2O,正极：O2+4e-+4H+=2H2O,燃料电池电极反应式的书写,负极：H2-2e-=2H+,强调：书写电极反应式时要反应环境对电极产物的影响,环节二：寻找规律，归纳方法,燃料电池电极反应式的书写,1.碱性氢氧燃料电池（回归教材）,【实验】（1）实验用品：仪器：烧杯、碳棒、导线、小灯泡、棉纱等药品：4mol/L的NaOH溶液、H2储气瓶、O2储气瓶,环节二：寻找规律，归纳方法,【实验现象】小灯泡发光【原理】书写碱性条件下氢氧燃料点出的电极反应式,燃料电池电极反应式的书写,O2+4e-=2O-,O2-+H2O=2OH-,正极：O2+4e-+2H2O=4OH-,燃料电池电极反应式的书写,负极：H2-2e-+2OH-=2H2O,强调：书写电极反应式时要反应环境对电极产物的影响,环节二：寻找规律，归纳方法,【】（海淀）固体氧化物燃料电池是美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过，该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参加电极反应。回答下列问题：(1)有O2放电的a极为原电池的 极，有H2放电的b极为原电池的 极(2)电极反应式：负极 正极 总反应方程式,3.固体氧化物燃料电池（以题目为切入点）,燃料电池电极反应式的书写,环节二：寻找规律，归纳方法,将信息转化为感性认识动画演示（突破信息造成的思维障碍）,燃料电池电极反应式的书写,环节二：寻找规律，归纳方法,O2,O2-,电极a,电极b,固体氧化物,H2,e-,H+,H2,O2,O2-,固体氧化物为电解质，O2-可以在其内部自由通过,燃料电池电极反应式的书写,燃料电池电极反应式的书写,O2+4e-=2 O2-,负极：H2-2e-+O2-=2H2O,强调：书写电极反应式时要反应环境对电极产物的影响,环节二：寻找规律，归纳方法,【启发】正极反应式和负极反应式加合得到电池总反应式，总反应式减去一极的反应式是否是另一极的电极反应式？,【归纳】对于较为复杂的电极反应式的书写，可用总反应式减去简单的一极电极反应式而得到另一极较为复杂的电极反应式。,燃料电池电极反应式的书写,环节二：寻找规律，归纳方法,【例题】(2000年高考题改编)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为燃气,空气与CO2的混合气体为助燃气,制得在650下工作的燃料电池,请写出燃料电池的化学反应方程式和电极反应式。,燃料电池电极反应式的书写,4.熔融碳酸盐燃料电池（以题目为切入点）,总反应式：2CO+O2=2CO2,正极：O2+4e-+2CO2=2CO32-,负极：2CO-4e-+2CO32-=4CO2,环节二：寻找规律，归纳方法,燃料电池电极反应式的书写,综合分析以上4种介质中燃料电池电极反应式寻找、归纳、总结出规律,学生交流归纳书写电极反应式的步骤与方法,1.总反应式分析化合价变化找出正负极反应物及产物；,2.燃料电池正极氧气的基本反应是O2+4e-=2 O2-；书写电极反应式时要注意反应环境对电极产物的影响；,3.一般来说，一极消耗介质的离子，另一极必然生成介质的离子；,4.总反应式减去一极电极反应式得到另一极电极反应式。,环节二：寻找规律，归纳方法,燃料电池电极反应式的书写,环节3：挖掘教材，实际应用,【题组训练】,1.分别写出甲烷酸性、碱性燃料电池正负极的电极反应式,2.分别写出甲醇酸性、碱性燃料电池正负极的电极反应式,3.分别写出煤气酸性、碱性燃料电池正负极的电极反应式,4.写出氨气碱性燃料电池正负极的电极反应式,5.分别写出肼（联氨）碱性燃料电池正负极的电极反应式,燃料电池电极反应式的书写,环节3：挖掘教材，实际应用,2.（2013新课标卷I28）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（5.93kWhkg-1），若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_。,【达标练习】,1.（2012四川理综化学卷11）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4e+H2O=CH3COOH+4H。下列有关说法正确的是A.检测时，电解质溶液中的H向负极移动B.若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为：CH3CHO+O2=CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应是：O2+4e+2H2O=4OH,答案：C,燃料电池电极反应式的书写,环节3：挖掘教材，实际应用,3.（2012海南化学卷13）(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为。,4.（2012海南化学卷16）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氧化钠辖液电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。,燃料电池电极反应式的书写,5.（2014西城20.（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气。电池的正极反应式为O2+2CO2+4e=2CO32，负极反应式为CO+CO32-2e=2CO2和_。,答案：H2+CO32 2eH2O+CO2,6.（2014海淀18（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：该电池外电路电子的流动方向为（填写“从A到B”或“从B到A”）。工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将（填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。A电极附近甲醇发生的电极反应式为。,答案：从A到B 不变CH3OH+H2O-6e-=6H+CO2,燃料电池电极反应式的书写,1.学生作为学习的主体，学习什么？怎么学习？在课程设计之初，教师应该有一个全面的设想。2.方法的指引比知识本身更重要。在教师指导下，以独立思考或交流讨论等形式，把已知情境转化为目标情境，让学生处理信息、获取方法、应用方法、并积极探究。3.创设各种环节，落实考试说明中能力要求的：接受、吸收、整合化学信息的能力和分析问题和解决（解答）化学问题的能力。只有在适当渗透方法和技巧，学生自主建构的过程中，才能将知识内化，达到教学目标。,燃料电池电极反应式的书写,环节4：教学反思,环节4：教学反思,燃料电池电极反应式的书写,【课后问卷调查】,本次说课结束，谢谢欣赏,