高中化学 第二章 化学键化学反应与能量 第3节 化学反应的利用 第2课时 化学反应为人类提供能量课件 鲁科版必修2-鲁科版高一必修2化学课件

1、第第3 3节化学反应的利用节化学反应的利用第第2 2课时化学反应为人类提课时化学反应为人类提供能量供能量化学能与其他能量相互转化化学能与其他能量相互转化化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能光能光能化学反应为人类提供能量化学反应为人类提供能量1化学反应中能量转化的主要形式化学反应中能量转化的主要形式热能热能 化学能化学能 电能电能2即热饭盒原理：即热饭盒原理：_；铝热；铝热剂焊接钢轨原理：剂焊接钢轨原理：_。以上反应。以上反应过程都是化学能转化为过程都是化学能转化为_。化学反应化学反应化学反应化学反应生活中常见的电池生活中常见的电池蓄电池蓄电池氢氧燃氢氧燃料电池料电池锂电池锂电池【演示实验一

2、演示实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？有何现象？锌片上锌片上有有气泡气泡产生产生原理原理:Zn + 2H+ = Zn2+ + H22e-【演示实验二演示实验二】锌片和铜片用锌片和铜片用导线导线连接后插入稀连接后插入稀硫酸中硫酸中有何现象有何现象？实验现象实验现象：铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生问题探究问题探究CuZn 稀硫酸稀硫酸1.铜片上产生什么气体铜片上产生什么气体? 有人说有人说H2是由铜和稀硫是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应酸在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确产生出来的。这种想法正确吗？吗？2.铜片上的电子从何来铜片上的电子从何来?2

3、H+ + 2e=H2 CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+电流计电流计 Zn2e = Zn2+2H+ + 2e=H2 3.如何检验电子的流动如何检验电子的流动?根据能量守恒原理，这种产生出来的电根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢？能是从什么能量转变来的呢？化学能化学能转变为转变为电能电能的装置的装置原电池原电池电子的转移电子的转移氧化还原反应氧化还原反应电流电流3化学能转化为电能化学能转化为电能(1)原电池原理演示实验：原电池原理演示实验：现象现象 铜片上有铜片上有_产生，锌片不断产生，锌片不断_，灯泡发，灯泡发_结论结论导线中有导线中有_通过，化学反应中化

4、学能转化为通过，化学反应中化学能转化为_气泡气泡溶解溶解光光电子电子电能电能解释解释当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时：当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时：_失去电子被氧化为失去电子被氧化为_进入溶液进入溶液电子由电子由_通过导线流向通过导线流向_溶液中的溶液中的_从从_上获得电子被还原为上获得电子被还原为_而逸出，这样电子在导线上做定向移动，形成而逸出，这样电子在导线上做定向移动，形成_锌片锌片Zn2 锌片锌片铜片铜片H铜片铜片H2电流电流问题探究：问题探究：使电子定向移动形成电流应该具备哪使电子定向移动形成电流应该具备哪些条件？些条件？1、前提：、前提：自发进行自发进行氧化还原氧化还原反应（有电子转移

5、）反应（有电子转移） Cu Zn原电池中原电池中Zn片换成片换成Ag片能形成原电池吗片能形成原电池吗 ？CuAg 稀硫酸稀硫酸（不可以）（不可以）2 2、电子为什么会定向移动（动力）？、电子为什么会定向移动（动力）？ 电子定向移动的动力：两极有电势差电子定向移动的动力：两极有电势差条件：条件：两种两种不同不同的金属的金属 （或一种金属与（或一种金属与石墨石墨）作电极）作电极（不可以）（不可以）能形成原电池吗 ？（可以）（可以）CuZn- - -整个装置是如何形成电流的闭合回路的整个装置是如何形成电流的闭合回路的?外电路：负极不断产生电子跑到正极外电路：负极不断产生电子跑到正极 电流：正极到负极

6、电流：正极到负极负极负极正极正极电灯3、电子要定向移动还需什么条件、电子要定向移动还需什么条件?CuZn-溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+SO42-负极负极正极正极静电作用静电作用内电路：内电路：阳离子阳离子正极正极阴离子阴离子负极负极（不可以）（不可以）能形成原电池吗能形成原电池吗 ？（不可以）（不可以）原因：没有形成闭合回路原因：没有形成闭合回路两个电极两个电极：两种两种不同不同的金属的金属 （或一种金属与（或一种金属与石墨石墨）电解质溶液：电解质溶液：电极材料均插入电解质溶液中电

7、极材料均插入电解质溶液中形成形成闭合闭合回路：回路：用用导线导线相连（或相连（或直接接触直接接触）前提前提：金属能与电解质溶液自发进行：金属能与电解质溶液自发进行氧化还原氧化还原反应反应(2)原电池原电池概念概念:_的装置。的装置。构成构成:_做负极做负极,_做正做正极极;插入插入_溶液中溶液中,用导线连接构成闭合用导线连接构成闭合回路。回路。工作原理工作原理:发生氧化还原反应。负极发生发生氧化还原反应。负极发生_反应反应,电子由电子由_通过导线流向通过导线流向_;正极发生正极发生_反应反应,使使_转化为转化为_。将化学能转化为电能将化学能转化为电能相对活泼的金属相对活泼的金属相对不活泼的相对

8、不活泼的金属或能导电的非金属金属或能导电的非金属电解质电解质氧化氧化负极负极正极正极还原还原化学能化学能电能电能如何检验原电池正负极？如何检验原电池正负极？用一干电池连接电流计验证电子流向，确用一干电池连接电流计验证电子流向，确定定Zn片片, Cu片的正负极是怎样的？片的正负极是怎样的？测干电池时，电流计指针偏向正极测干电池时，电流计指针偏向正极CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+原电池的正负极判断原电池的正负极判断负极（负极（ Zn片片 ） ：正极正极（ Cu 片）： 测原电池时，电流计指针指向测原电池时，电流计指针指向Cu片片电子流出的一极电子流出的一极电子流入的一极电子流入的

9、一极电极反应电极反应总反应：总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2(离子方程式离子方程式)负极：负极：正极：正极：原原电电池池氧氧化化还还原原反反应应Zn2e=Zn2+氧化反应氧化反应失去电子失去电子2H+2e=H2 还原反应还原反应得到电子得到电子Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2(化学方程式化学方程式)1由组成原电池两极材料相对活泼性判断由组成原电池两极材料相对活泼性判断一般一般相对活泼相对活泼的金属为的金属为负极负极，活泼性弱活泼性弱的金属或能的金属或能导电的非金属为导电的非金属为正极正极。2依据电流的方向或电子流动的方向判断依据电流的方向或电子流动的方向判断电流电

10、流由由正极流向负极正极流向负极，电子电子由由负极流向正极负极流向正极。3依据原电池的电解质溶液内离子移动的方向来判断依据原电池的电解质溶液内离子移动的方向来判断在原电池的电解质溶液内，在原电池的电解质溶液内，阳离子阳离子移向移向正极正极，阴离阴离子子移向移向负极负极。要点二要点二 |原电池的正、负极判断原电池的正、负极判断 4依据原电池两极上发生的化学反应类型来判断依据原电池两极上发生的化学反应类型来判断 原电池的原电池的负极负极上发生上发生氧化反应氧化反应，正极正极上发生上发生还原反应还原反应。5依据某些现象来判断依据某些现象来判断 电极电极溶解溶解的一极为的一极为负极负极，电极，电极增重或

11、产生气体增重或产生气体的一极的一极为为正极正极。设计原电池，制造化学电源设计原电池，制造化学电源从理论上说，任何一个氧化还从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。例如，原反应都可以设计成原电池。例如，利用利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2的氧化还原反应可设计成如图所示的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应为：的原电池，该原电池的电极反应为：负极负极(Cu)：Cu-2e=Cu2 (氧化反应氧化反应)正极正极(C)：2Fe32e=2Fe2(还原反应还原反应) 原电池原理的应用原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应速率加快氧化还原反应速率如实验室用如实验室用

12、Zn和稀和稀H2SO4(或稀盐酸或稀盐酸)反应制反应制H2，常用粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸的溶常用粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸的溶液形成原电池，使产生液形成原电池，使产生H2的速率加快。的速率加快。(2)比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱原电池中，一般活泼性强的金属为负极，活泼原电池中，一般活泼性强的金属为负极，活泼性弱的金属为正极。例如，有两种金属性弱的金属为正极。例如，有两种金属A和和B，用，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A

13、B。（3）用于金属的保护）用于金属的保护 使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。 例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。极。利用上述原理可制成多种电池，电池的种类有哪些？利用上述原理可制成多种电池，电池的种类有哪些？电池电池干电池（一次电池）干电池（一次电池）:锌锰干电池锌锰干电池蓄电池（二次电池）蓄电池（二次电池）燃料电池燃料电池铅蓄电池铅蓄电池镍氢电池镍氢电池锂电池锂电池铅蓄铅蓄电池电池镍氢电池镍氢电池锂电池锂电池应用思考：应用思考：干电池是我们生活中常用的电池，干电池是我们生活中常用的电池，请你说出它的正、负极分别是什么？请你说出它的正、负极分别是什么？提示：提示：正极为碳棒，负极为锌筒。正极为碳棒，负极为锌筒。小结小结: :原电池的工作原理原电池的工作原理、以及构成原电池的三个条件以及构成原电池的三个条件。电极反应为：电极反应为：Zn2e-=Zn2+发生发生氧化反氧化反应，被氧化应，被氧化电极反应为：电极反应为：2H+2e-=H2总反应：总反应： Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2S