氢氧燃料电池微教案

《氢氧燃料电池》微教案课题氢氧燃料电池学科：高中化学时间2016年12月课程人教版选修4《化学反应原理》第四章《电化学基础》适用年级全日制普通高中高二年级理科生新课标要求人教版（选修4）【课标要求】1.进一步了解原电池原理，能写出电极反应和电池反应方程式。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1、了解氢氧燃料电池的概念2、掌握氢氧燃料电池工作原理3、掌握电极反应式书写的关键（电解质）4、体会燃料电池带动新能源革命教学重点氢氧燃料电池的工作原理的分析和电极方程式书写教学难点氢氧燃料电池的电极方程式书写教学方法分析、归纳、总结法教学流程备受关注的氢燃料电池车燃料电池的概念氢氧燃料电池的概念氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池电极反应式书写氢氧燃料电池在各个领域的运用体会燃料电池带动新能源革命，激发学习探索欲望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展示各种氢燃料电池车导入目前，氢燃料电池车备受关注。据专家预测：每一辆氢燃料电池公交车每年将可以减少75.6吨的二氧化碳排放，减少31亿微克的PM2.5，减少一半的成本。氢燃料电池的应用，解决环境污染的问题的同时，带来巨大的经济效益。观看图片产生兴趣激发学生学习兴趣，为“氢氧燃料电池”的学习作铺垫燃料电池概念的形成引入概念【展示图片】展示氢燃料电池车工作形态，引入燃料电池的概念。【板书】一、氢氧燃料电池的概念燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、甲烷、甲醇、乙醇燃料电池……）以氢气为燃料，氧气为氧化剂的燃料电池成为氢氧燃料电池观察图片。思考、分析、理解。观察、分析、形成燃料电池的概念氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池为何备受关注？氢氧燃料电池和普通的原电池有何不同呢？【提出问题】1.氢氧燃料电池的电极材料是什么？2.电解质溶液是什么？3.通氢气.氧气的电极都是什么极？4.氢氧燃料电池的工作原理？多媒体演示氢氧燃料电池的工作原理观看、思考、分析、总结区别普通原电池和燃料电池分析氢氧燃料电池的工作原理，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分析工作原理，从电子得失及电荷守恒的角度书写电极方程式【板书】二、氢氧燃料电池工作原理（中性）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。总反应式：2H2+O2=2H2O（酸性）负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应式：2H2+O2=2H2O书写电极方程式自主学习活动【提出问题】若电解质改成氢氧化钾溶液，又该如何书写呢？（碱性）负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-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。拓展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；电解质是熔融状态的氧化物，依据原电池的原理，分组讨论该电池的工作原理，并写出电极反应方程式熔融氧化物电解质（O2-）负极：2H2-4e-+2O2－=2H2O正极：O2+4e-=2O2－总反应式：2H2+O2=2H2O发现：总反应式与氢气燃烧的方程式一致，不写燃烧条件应用前面学过的知识分析，尝试书写电极反应式在对酸性、、中性、碱性燃料电池的分析的基础上，自己总结固体燃料电池的相关知识小结归纳总结氢氧燃料电池和普通电池一样，本质都是发生氧化还原反应，负极：氢气失去电子，化合价升高，发生氧化反应；正极：氧气得到电子，化合价降低，发生还原反应。不同电解质条件下电极反应式不同，但是总反应式都是培养学生总结能力2H2+O2=2H2O。发展前景多媒体展示氢氧燃料电池的最终产物为水，无污染，且能量转化效率高，可持续使用，因此发展前景非常广阔。【板书】三、氢氧燃料电池应用前景培养学生建立绿色化学思想，激发自主学习探索的兴趣。练习1.（2013江苏）燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是()A.甲醇B．天然气C．液化石油气D．氢气2.上海自主研发了一种氢燃料汽车．它是以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池，下列有关说法中，不正确的是（）A.正极反应：O2+2H2O+4e-═4OH-B.发生氧化反应的是负极C.当正极消耗1molH2时，负极消耗11.2LO2（相同条件）D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池3.固体氧化物燃料电池是美国西屋（Westinghous）公司研制开发的。它以固体氧化锆一氧化钇为电解质，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图所示，其中多孔电极、均不参与电极反反应。下列判断正确的是（）A．有O2参加反应的a极为电池的负极B．有H2参加反应的b极为电池的正极C．b极对应的电极反应式为：D．该电池的总反应方程式为：OHeOHO44222OH2OH2222板书设计氢氧燃料电池一、氢氧燃料电池的概念二、氢氧燃料电池工作原理1.（中性）负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O2.（酸性）负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应式：2H2+O2=2H2O3.（碱性）负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-4.熔融氧化物电解质（O2-）负极：2H2-4e-+2O2－==2H2O正极：O2+4e-=2O2－总式：2H2+O2=2H2O三、氢氧燃料电池应用前景