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第34讲 原电池 常见的化学电源
一、基础信息
授课类型 第几课时 总课时
复习课 1 1
二、教材及学情分析
教材分析
本课时是人教版（2019）选择性必修1《化学反应原理》中“化学反应与能量转化”板块的核心复习内容，承接高一必修阶段的原电池基础认知，深化原电池工作原理的本质理解，拓展一次电池、二次电池、燃料电池的分类应用，是高三化学一轮复习中“能量转化”主题的关键节点。教材内容以“原理-模型-应用”为逻辑主线，既注重理论深度，又紧密结合生产生活与高考命题趋势，为学生构建完整的电化学认知体系、提升问题解决能力奠定基础，同时为后续电解池、金属腐蚀与防护的复习提供方法迁移依据。
学情分析
高三学生已掌握原电池的基本概念与简单装置的分析方法，具备一定的氧化还原反应、离子反应知识基础，但存在知识点零散、模型建构不足的问题：对复杂介质下的电极反应式书写、二次电池充放电转化等重难点掌握薄弱，陌生化学电源的分析能力欠缺；且高三学生复习任务重，对“实用性、针对性、高效性”的复习需求强烈，易因知识点繁杂产生畏难情绪。需通过结构化模型构建、分层讲练结合的方式，唤醒旧知、突破难点，提升复习效率。
三、教学目标
以《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》为纲领，紧扣化学核心素养制定目标：
1. 证据推理与模型认知：通过分析典型原电池装置，构建“电极判断-电子/离子流向-电极反应式书写-总反应推导”的标准化认知模型，能运用模型精准分析陌生化学电源，提升模型迁移与问题解决能力。
2. 变化观念与平衡思想：理解原电池中氧化还原反应的定向进行与能量转化的本质关联，能从平衡移动、反应速率角度分析浓度、温度对原电池工作效率的影响，认识二次电池充放电过程中的可逆变化规律。
3. 科学探究与创新意识：通过对废旧电池回收方案的讨论、自制简易燃料电池的可行性分析，提升科学探究的严谨性与创新设计能力，能基于实验证据提出合理假设并验证。
4. 科学态度与社会责任：了解化学电源的应用价值与废旧电池的环境危害，树立“绿色化学、资源循环”的意识，能从化学视角为能源可持续发展提出合理化建议。
四、教学重难点
教学重点
原电池的核心工作原理，包括电极判断、电子与离子移动的规律
不同类型化学电源（一次/二次/燃料电池）的电极反应式书写方法与应用场景
原电池认知模型的构建与迁移，能解决高考中陌生化学电源的分析问题
教学难点
非水溶液、多介质环境下电极反应式的书写，考虑产物与电解质的二次反应
二次电池充放电过程中电极类型、反应式的可逆转化与判断
从反应限度与速率角度分析原电池工作效率的影响因素
五、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节：真题引领，唤醒旧知 7分钟 1. 展示2023年全国卷高考真题：“一种以Zn和MnO2为电极的水系锌离子电池，写出放电时的正极反应式”，提问：“这道题考查了什么知识点？你能回忆起相关的原电池内容吗？”
2. 带领学生快速回顾高一原电池的核心概念：定义、构成条件、简单电极反应式书写
3. 抛出问题：“为什么高考题中的电池总不是我们学过的简单模型？我们需要掌握什么方法才能解决这些问题？”引出本节课的复习主题。 1. 尝试完成高考真题，结合旧知分析：“考查原电池电极反应式书写，需要考虑MnO2在锌离子体系中的还原产物”
2. 跟随教师梳理旧知，在笔记本上标记自己遗忘的知识点（如离子移动方向）
3. 思考教师提出的问题，明确本节课的复习目标：掌握通用模型解决陌生问题。 以高考真题直接切入，贴合高三复习的应试需求，快速唤醒学生的旧知储备；通过“陌生题”的矛盾点激发学生的探究欲，明确复习的核心方向是构建可迁移的分析模型，提升复习的针对性。
讲授环节一：原电池原理深度拆解与模型构建 13分钟 1. 借助多媒体动画演示铜锌双液原电池的工作过程，对比单液原电池的差异，讲解：“双液原电池通过盐桥解决了单液的自放电问题，本质是让氧化反应与还原反应完全分开”
2. 总结原电极判断的3种方法：① 活泼性差异（一般情况）；② 电子/电流流向；③ 反应类型（氧化/还原）
3. 构建“四步分析模型”：
第一步：找自发氧化还原反应
第二步：分正负（失电子→负，得电子→正）
第三步：析流向（电子外电路负→正，离子电解质内移）
第四步：写反应（结合电解质写电极反应，总反应为两者相加）
4. 用模型分析铜锌双液原电池，验证模型的合理性。 1. 观看动画，对比单液与双液原电池的区别，理解“盐桥的作用是平衡电荷，维持闭合回路”
2. 记录电极判断的3种方法，标注特殊情况（如燃料电池中电极不参与反应，活泼性判断失效）
3. 整理“四步分析模型”，尝试用模型自主分析铜锌双液原电池，与教师的讲解核对
4. 标记模型中的关键注意点：“电极反应式的产物必须与电解质共存”。 通过双液原电池的演示，深化学生对原电池本质的理解，避免停留在“活泼金属一定是负极”的误区；构建标准化的分析模型，帮助学生将零散的知识点转化为可操作的思维流程，提升证据推理与模型认知素养。
讲授环节二：常见化学电源分类突破 15分钟 1. 按“一次电池-二次电池-燃料电池”分类讲解，结合高考真题案例分析：
① 一次电池：以碱性锌锰电池为例，对比酸性锌锰电池的差异，讲解“电解质不同，产物不同”，带领学生用“四步模型”书写电极反应式
② 二次电池：以铅酸蓄电池、锂离子电池为例，演示充放电过程的动画，强调“放电是原电池，充电是电解池；放电负极充电时为阴极，放电正极充电时为阳极”，引导学生推导充电反应式
③ 燃料电池：以氢氧燃料电池（酸性、碱性、熔融碳酸盐介质）为例，总结“燃料在负极失电子，氧气在正极得电子，产物由介质决定”的规律，练习不同介质下的电极反应式书写
2. 总结各类电池的高考命题趋势：二次电池的充放电转化、燃料电池的介质影响是高频考点。 1. 跟随教师的分类讲解，记录各类电池的核心特点，用“四步模型”完成电极反应式书写，小组内核对答案
2. 观察锂离子电池充放电的动画，明确“充放电电极反应式互为逆反应，但电极极性反转”
3. 总结燃料电池的书写技巧：“先写总反应（燃料燃烧），再写正极反应（氧气的还原，结合介质），用总反应减正极反应得到负极反应”
4. 标记高频考点，在笔记中重点标注。 分类讲解结合高考真题，紧扣高三复习的应试需求，帮助学生理解不同类型电池的本质差异；通过多介质燃料电池的对比练习，突破电极反应式书写的难点；总结命题趋势，让学生明确复习的重点方向，提升复习效率。
实践环节：模型迁移与真题演练 8分钟 1. 展示2022年新高考I卷真题：“一种可充电的水系锌-碘电池，写出放电时的正极反应式”
2. 组织学生以小组为单位，运用“四步模型”分析，教师巡视指导，重点关注学生是否考虑I2与电解质的反应
3. 邀请2组学生上台展示分析过程与结果，教师点评：“放电时I2被还原为I-，需注意产物在水系中的存在形式”
4. 补充一道陌生介质电池题：“熔融碳酸盐燃料电池，写出正极反应式”，强化介质对产物的影响。 1. 小组合作，按照“四步模型”分析：
第一步：自发反应为Zn+I2=ZnI2
第二步：Zn为负极（失电子），I2为正极（得电子）
第三步：电子从Zn流出，阴离子向负极移动
第四步：正极反应I2+2e-=2I-
2. 上台展示分析过程，倾听教师点评，修正自己的错误（如忽略I2的还原产物）
3. 完成熔融碳酸盐燃料电池的正极反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32- 通过高考真题的演练，检验学生对模型的迁移应用能力，暴露学生的薄弱环节（如忽略介质影响）；小组合作提升学生的交流与互助能力，教师的针对性点评帮助学生强化易错点，落实复习的实效性。
总结环节：体系梳理与素养升华 2分钟 1. 带领学生构建本节课的知识体系：原电池原理（本质、模型）→常见化学电源（分类、反应式）→高考应用（模型迁移）
2. 强调核心素养的落实：“我们不仅要会写电极反应式，更要理解能量转化的本质，树立绿色能源的意识”
3. 布置作业：见“作业设计”模块。 1. 跟随教师梳理知识体系，在笔记本上绘制思维导图，将知识点串联成网络
2. 回顾本节课的复习内容，标记自己仍需强化的部分（如熔融介质的电极反应式）
3. 记录作业内容，明确课后复习任务。 系统梳理知识体系，帮助学生构建结构化的认知网络，避免知识点零散；结合核心素养的总结，让学生明确复习的深层目标，从“应试”转向“能力提升与素养培育”，符合新课标对高三复习的要求。
六、板书设计
原电池 常见的化学电源
一、原电池核心原理
1. 本质：自发氧化还原反应的定向进行（化学能→电能）
2. 电极判断3法：① 活泼性 ② 电/电子流向 ③ 反应类型
3. 四步分析模型：找反应→分正负→析流向→写反应
电子：外电路 负→正；离子：电解质 阴→负，阳→正
二、常见化学电源分类
1. 一次电池：碱性锌锰电池
负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2；正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
2. 二次电池：铅酸蓄电池（充放电可逆）
放电：负Pb-2e-+SO42-=PbSO4；正PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
充电：阴PbSO4+2e-=Pb+SO42-；阳PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-
3. 燃料电池：介质决定产物
酸性正极：O2+4H++4e-=2H2O
碱性正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
熔融碳酸盐正极：O2+2CO2+4e-=2CO32-
三、高考高频考点
1. 陌生电池的电极反应式书写
2. 二次电池的充放电转化
3. 介质对电极反应的影响
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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