人教版高中化学必修二 化学反应与能量变化 化学反应与能量课件(第3课时原电池原理应用化学电源)新

第一节化学反应与能量变化

第3课时第六章化学反应与能量

一、导入新课【复习回顾】为什么有的化学反应吸热、有的反应放热？因为反应物与生成物的总能量不一样高、或者旧键断裂吸收的总能量与新键生成所释放的总能量不相同。能源一次能源：直接从自然界取得的能源。二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源。一、导入新课一次能源：风能水能石油原煤天然气二次能源：电力蒸汽一、导入新课现代社会中使用最为普遍的能源？电能——又称电力（二次能源）电力是怎样产生的？二、推进新课1.火力发电原理及过程一、化学能与电能的相互转化二、推进新课(2)存在的问题：经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；环境污染严重。(3)燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化还原反应的本质是电子转移。化学能（燃料）热能机械能电能燃烧蒸汽发电机（蒸汽轮机）(1)能量转换二、推进新课?什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能的前提呢？请说明原因。化学能电能直接考虑火力发电的利弊，研究新的发电方式方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能---就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。二、推进新课【实验6-3】(1)分别将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。(2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。(3)用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。二、推进新课稀H2SO4ZnCu实验现象离子方程式思考问题寻找答案你对问题2的想法锌表面有气泡产生，铜表面无明显现象Zn+2H+=Zn2++H2↑1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？2.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？用导线将锌表面的电子引出来二、推进新课稀H2SO4ZnCu实验现象离子方程式思考问题寻找答案组内交流列出想法大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解Zn+2H+=Zn2++H2↑1.H+得到的电子是Cu失去的吗？2.在这个过程中Cu起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？Cu起传导电子的作用。可用电流表（灯泡）测电流及方向。二、推进新课稀H2SO4ZnCu实验现象解释现象思考问题寻找答案组内交流列出想法锌表面无气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。A电子由Zn导线铜片H+定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？2.你认为这个过程能量是如何转化的？化学能直接转化为电能二、推进新课稀H2SO4ZnCuA【实验现象】铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。【实验结论】导线中有电流通过（产生电能）二、推进新课2.原电池(1)定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。(2)电极：电子流入的电极，通常是不活泼金属或石墨电极现象：有气泡产生或质量增加作用：导电电子流出的电极，通常是活泼金属现象：质量减小或溶解作用：提供电子正极：负极：二、推进新课(3)电极反应式负极：Zn–2e-=Zn2+氧化反应正极：2H++2e-

=H2↑

还原反应(4)总反应式（两个电极反应之和）Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑原电池反应的本质是：氧化还原反应。二、推进新课较活泼金属较不活泼金属负极正极发生氧化反应发生还原反应e-电流电子流出，电流流入电子流入，电流流出(5)原电池原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。（电流方向呢？）二、推进新课原电池工作原理分析：

Zn极电子:从Zn极流出电流:经导线流入Zn极电极:负极（-）电极反应:Zn-2e-=Zn2+

反应类型:氧化反应

外电路Zn极:Zn变成Zn2+进入溶液中Zn极周围溶液的电荷:有多余的正电荷离子移向:阳离子(Zn2+、H+)移向正极内电路闭合回路Cu极电子：经导线流入Cu极电流：从Cu极流出电极：正极（+）电极反应：2H++2e-=H2反应类型:还原反应Cu极：表面上有气泡产生Cu极周围的电荷:有多余的负电荷离子移向:阴离子(SO42-、OH-)移向负极两极上进行阴阳离子作定向移动（电解质导电）二、推进新课电子(电流)流动方向：电解质溶液中离子的移动方向：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。原氧负，电还阴；带负电的（阴离子）移向化合价升高的一极（负极）；电子不下溶液，离子不上导线。“负极出电子，电子回正极”【记忆】二、推进新课3.原电池的特点：(1)氧化反应(负极)、还原反应(正极)分别在两极上发生。有电流产生(电能)。利用原电池原理可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。(2)正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。二、推进新课(4)电极：负极有损耗（金属溶解或燃料气体失去电子变成离子进入溶液中）。

正极有新物质生成（阳离子或非金属单质得到电子被还原成气体或金属单质或生成离子进入溶液中）。(3)加快反应速率。例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。二、推进新课【探究】构成原电池的条件稀H2SO4ZnZn稀H2SO4CuCu稀H2SO4ZnC(不可以)(不可以)(可以)形成条件一：通常用活泼性不同的两种材料作电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）二、推进新课稀盐酸ZnCu酒精ZnCu(不可以)(可以)形成条件二：两极之间填充电解质溶液；二、推进新课稀盐酸ZnCu(可以)ZnCu稀盐酸稀盐酸(不可以)形成条件三：必须形成闭合回路二、推进新课稀H2SO4CuC(不可以)形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应二、推进新课4.构成原电池的条件：(1)有自发进行的氧化还原反应（化学能）→关键。(2)有活性不同的两极。(3)有电解质溶液（内电路）。(4)电极、电解质溶液必形成闭合回路。稀H2SO4ZnCuA二、推进新课5.判断原电池正、负极的方法＊由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极＊根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。＊根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。＊由电极现象判断：质量减小或溶解的一极为负极；质量不变有气泡产生或质量增加的为正极。二、推进新课1.下列装置中，能组成原电池的是()

酒精稀H2SO4稀H2SO4(A)(B)(C)(D)(E)D、E二、推进新课原电池中正负极的判断（原氧负）一般是活泼的金属为负极2.下列装置是不是原电池？若是，指出正负极。四、课堂小结氧化反应Zn-2e=Zn2+

铜锌原电池电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子再见第八章化学与可持续发展第二节化学品的合理使用

一、化肥、农药的合理使用1.合理使用化肥(1)考虑因素:土壤_______、作物营养状况、化肥本身性质。(2)应用实例:硝酸铵是一种高效氮肥,但受热或经撞击易发生爆炸,必须作改性处理后才能施用。酸碱性(3)过量施用化肥的危害①很多化肥易溶于水,过量施用造成浪费。②部分化肥随着雨水流入河流和湖泊,造成______________,产生_____等污染。③不合理施用化肥会影响土壤的_______和土壤_____。水体富营养化水华酸碱性结构2.合理使用农药(1)农药的发展:早期农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。现在人们研制出了有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等有机合成农药。(2)农药的发展方向:_____、_____和_______。高效低毒低残留(3)不合理施用农药的危害①农药对生态系统和自然环境造成广泛而复杂的影响。②农药会造成土壤和作物的农药残留超标。③农药会造成大气、地表水和地下水的污染。【微思考】敌敌畏或甲胺磷农药都是酯类物质,若在使用过程中不慎接触了敌敌畏或甲胺磷农药,立即用肥皂反复擦洗可避免中毒,为什么?提示:肥皂的碱性较强,敌敌畏和甲胺磷都属于酯类物质,在碱性条件下水解失去毒性。二、合理用药1.药物的分类:药物按来源分为_________与_________。2.药物的作用机理(1)有的药物通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效,如抗酸药。(2)更多药物通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效,其_________与生物活性密切相关。天然药物合成药物分子结构3.阿司匹林(1)阿司匹林化学名称是___________,具有_________作用。乙酰水杨酸解热镇痛(2)以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为。(3)不良反应:长期服用阿司匹林会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。4.合理使用药物(1)在医生、药师指导下,遵循安全、有效、经济、适当的原则合理用药。(2)滥用药物危害巨大,如无处方长期服用安眠药或镇静剂;滥用抗生素;服用兴奋剂等。(3)拒绝毒品。【情境·思考】有人说,西药是人工合成药,有毒,不能随便吃;中药是天然的,无毒,多吃少吃都没关系。你认为对吗?提示:不管是中药还是西药,合成的还是天然的,都有毒。俗话说“是药三分毒”,总之,要对症下药,按量服用,不可滥用。三、安全使用食品添加剂1.类别、功能、品种类别功能品种着色剂改善食品色泽天然色素如红曲红等;合成色素如柠檬黄等增味剂增加食品鲜味味精等膨松剂使食品膨松或酥脆碳酸氢铵、碳酸氢钠凝固剂改善食品形态盐卤、葡萄糖酸-δ-内酯类别功能品种防腐剂防止食品腐败变质亚硝酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐抗氧化剂防止食品因氧化而变质抗坏血酸(维生素C)营养强化剂补充必要的营养成分碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌2.使用:在规定范围内合理使用食品添加剂,对人体健康不会产生不良影响,但违规使用或者超量使用食品添加剂都会损害人体健康。【情境·思考】“绝大多数食品添加剂在过量时对人体有害,所以应该禁止使用食品添加剂”这种观点正确吗?为什么?提示:不正确。食品添加剂在规定范围内合理使用,对人体健康不会产生不良影响,正确使用食品添加剂能够延长食品保质期或增强食品营养,是有利的。应该合理使用食品添加剂,而不是禁止。知识点认识化学品的合理使用【重点释疑】1.化肥、农药的利与弊利弊(1)提高农产品产量。(2)与有机肥料和天然农药相比,化肥和合成农药用量少、见效快。(3)降低生产成本,促进农业机械化发展。(1)滥用药物会破坏生态环境。(2)研究和施用杀虫剂等农药已经进入了恶性循环。(3)影响食品品质。2.抗生素的利与弊抗生素具有良好的抗菌作用,但同时也会使细菌产生抗药性,并且还会出现一些毒副作用,这些问题已经日益为人们所关注。抗生素诱发细菌产生抗体,这种抗体是可以传递的。例如,青霉素在早期使用中,可以治疗大多数细菌引起的疾病,如肺炎、脑膜炎、破伤风、淋病等,但是现在临床治疗中常常无效。另外,抗生素会产生副作用,轻则出现皮疹,重则出现严重的贫血症状,甚至休克、死亡。抗生素属于处方药。3.食品添加剂的利与弊食品添加剂是用于改善食品品质、延长食品保存期、增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。食品添加剂的作用有以下四点:(1)控制食品的化学变化、物理变化、微生物变化,以减少因食品变质而引起的损耗,降低微生物的危害,保证食品的质量;(2)延长食品的有效保存期;(3)便于食品加工,有利于加工工艺;(4)改善食品的色、香、味和营养价值。但是如果使用不当也会对人体造成危害,如过量使用防腐剂亚硝酸钠会有致癌的可能。【思考·讨论】(1)滥用抗生素可能引起一个地区某些细菌耐药现象的发生,对感染的治疗会变得十分困难,这样发展下去,人类将对细菌束手无策。如何正确使用药物?

提示:药物使用要在医生指导下进行;要详细阅读产品使用说明书及标签中介绍的使用方法;要了解药物的药理性能,掌握药物联合使用和单独使用的原则,不能随意一并使用药物;外用药物,稀释要适量;内服药,按要求服用,不可随意增大剂量等等。(2)“剧毒农药杀虫效果最好,在农业生产中应该大力提倡”这种观点正确吗?为什么?提示:不正确。剧毒农药对人体健康、生态环境造成危害,应避免使用剧毒农药。【案例示范】【典例】下列与生产、生活相关的化学知识描述正确的是 (

)A.使用高效低毒的农药,既能提高作物产量,又能降低农药残留量B.食品包装袋中常放入生石灰作为抗氧化剂,防止食品变质C.水瓶胆中的水垢可用饱和食盐水清洗D.明矾可用于净水,也可用于淡化海水【解题指南】解答本题需注意根据物质的性质判断其用途是否正确。【解析】选A。农药对农作物的生长起到一定的作用,使用高效低毒的农药,既能提高作物产量,又能降低农药残留量,A正确;生石灰是干燥剂,不能作抗氧化剂,B错误;水垢应用酸来清洗,比如生活中常用含有醋酸的食醋来清洗,C错误;明矾可用于净水,但不能淡化海水,D错误。【迁移·应用】1.为了改善食品的色、香、味,我们经常在食物中加入某些食品添加剂。下列食品添加剂的使用不合理的是 (

)A.在烹饪食物时,加入适量食盐B.在饮料制作中,常加入适量的天然色素C.在火腿制作中,加入大量亚硝酸钠作为防腐剂D.在烹饪鱼类食物时,加入适量食醋【解析】选C。亚硝酸钠能够致癌,作防腐剂时必须严格控制用量。2.“水能载舟,亦能覆舟”,药物能治病,但用药不当也能给人带来伤害,我们应遵医嘱,合理用药。关于药品的使用与作用下列说法正确的是 (

)A.R表示处方药,OTC表示非处方药B.毒品就是有毒的药品C.西药都是人工合成的,有毒,不能随便吃,中药是天然的,无毒,可放心食用D.睡觉前服用安眠药,起床后服用兴奋剂,对学生学习很有好处【解析