最新人教版高中化学必修2《化学能与电能》课件

第二节

化学能与电能

生命因读书而精彩第一课时

学习目标知识与能力

1、初步认识原电池概念、反应原理、构成条件及应用。

2、认识化学能直接转化为电能对能量转化的重要意义。过程与方法

1、通过探究原电池的原理和构成条件，提高科学探究能力。

2、通过小组活动提高与他人交流、合作的能力。情感态度与价值观

1、体会学习化学的乐趣，乐于探究物质变化的奥秘。

2、培养勤于思考、探索求实的科学态度。【资料卡片】

一次能源：直接从自然界取得的能源。如流水，风力，原煤、石油、天然气、天然铀矿等。二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源。例如蒸汽等。想一想太阳能和电能属于哪一类能源呢？阅读教材P39-P40，与同学合作完成下列问题：1．目前我国发电总量构成中,哪种发电方式居于首位？2．化石燃料是如何转化为电能的？3．在该能量转化过程中的关键反应是什么？属于哪种类型的反应？4．火力发电的缺点是什么？2001年我国发电总量构成

化学能热能机械能电能燃烧蒸汽发电机一、火力发电的原理分析。火力发电过程中的化学变化燃烧氧化还原反应火力发电将化学能经一系列能量转化为电能过程关键本质

【思考与交流】火力发电有什么缺点1.煤炭是不可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低

化学能电能

直接？装置实验现象实验结论①铜片上_______铜与稀硫酸_______②锌片上_______锌与稀硫酸_____无气泡不反应有气泡反应实验探究一.原电池的工作原理ZnCu把锌片和铜片平行插到稀硫酸中,观察现象。现象：锌片上有气泡,铜片上没有气泡思考讨论1、反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？你能写出离子方程式吗？【实验一】发表你对问题2的想法2、如果用导线把锌片与铜片连接起来，会发生什么现象？稀硫酸(1)铜片上有气泡产生(2)锌片不断溶解(3)电流表指针有偏转ZnCu【实验二】将铜片和锌片用导线相连，在导线中间接一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象[实验结论]导线中有电流通过稀硫酸ZnCu问题探究1、铜片上有气泡，产生的是什么气体？【实验二】2、铜片上产生了气体，铜片是否参加反应？起什么作用？H+

得到的电子是从哪里来？3、Zn失电子可电子却到了铜片上，电子是从溶液中传递的还是通过导线传递的？稀硫酸ZnCue-e-H+H+1、判断电子流向2、判断电流方向3、确定正负极4、判断两个电极的反应类型5、两个电极发生的反应方程式_+Zn2+实验原理分析：Ⅰ电极反应式：Zn片（负极）Zn－2e-=Zn2+

（氧化反应）Cu片（正极）2H++2e-=H2↑

（还原反应）电极反应总式：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

讨论：1、此装置将化学能转化为什么能量呢?

2、什么类型的反应可以实现这种能量形式的改变？二、原电池1、定义：把化学能直接转变为电能的装置。2.原电池的化学反应本质是:________________.你如何判定原电池装置的正、负极？提示：可从电子流向、发生反应类型、电极材料等方面考虑。合作讨论氧化还原反应氧化反应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↑阴离子阳离子负极正极

3、原电池工作原理：正极:负极:得电子,发生还原反应,失电子,发生氧化反应,较不活泼的金属(或非金属)较活泼的金属2.原电池的电极:小结：原电池正负极的判断方法:【典题通关】【典例1】(2017·淄博高一检测)如图所示电流计的指针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是(

)A.B极为原电池的正极B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应【解题指南】解答本题需注意以下3点:(1)负极金属失去电子溶解,质量减小。(2)离子移动方向:阳正阴负。(3)反应类型:负极氧化,正极还原。【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化反应溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移向正极,C项错误。【学以致用1】1.(2017·岳阳高一检测)把A、B、C、D四块金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时,A为负极;C、D相连时,D上有气泡逸出;A、C相连时,A极质量减轻;B、D相连时,B为正极。则四种金属的活泼性顺序由强到弱排列为(

)A.A>C>D>B

B.A>C>B>DC.B>D>C>A D.A>B>C>D【解析】选A。A、B相连时,A为负极,则说明A与B相比较,A更加活泼;C、D相连,D上有气泡逸出,则C为原电池的负极,C比D活泼;A、C相连时,A极质量减轻,A参与了电极反应,被消耗,应是活泼金属;B、D相连,B为正极,则D是活泼金属,作原电池的负极。故四种金属的活泼性顺序由强到弱为A>C>D>B。ZnC稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnZn稀硫酸三、探究原电池形成的条件形成条件一：有活泼性不同的两种金属或金属与非金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）ZnCu稀硫酸ZnCuCuSO4溶液酒精溶液ZnCu形成条件二：电极需插进电解质溶液中ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnCu稀硫酸形成条件三：必须形成闭合回路ZnCu稀硫酸CuC稀硫酸形成条件四：必须是自发进行的氧化还原反应选项正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2【典题通关】【典例2】某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池正确的组成是（）【解题指南】解答本题需注意以下3点:(1)原电池的负极发生氧化反应,元素化合价升高。(2)原电池的正极材料不参与反应,活泼性比负极差。(3)一般电解质溶液中的阳离子在正极发生还原反应。【解析】选C。将Zn+Cu2+=Zn2++Cu拆开两个半反应:氧化反应(负极反应):Zn-2e-=Zn2+。还原反应(正极反应):Cu2++2e-=Cu。则电池的负极是Zn,正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属,电解质溶液中应含Cu2+。2.理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:(1)该电池的负极材料是________,发生________反应(填“氧化”或“还原”),电解质溶液是________。(2)正极上出现的现象是____________________。(3)若导线上转移电子1mol,则生成银________g。【学以致用2】【解析】(1)根据电池的总反应,可知负极一般是失电子的物质,所以负极材料应该是铜,发生氧化反应,电解质溶液是一种可溶性的银盐溶液,所以是AgNO3溶液。(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质,所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。(3)当导线上转移1mol电子的时候,正极上会析出1mol银单质,所以正极上生成的银的质量是108g。答案:(1)Cu氧化AgNO3溶液(2)碳棒上出现银白色物质(3)108实践活动：自制水果电池小结原电池定义：把化学能转变为电能的装置.电极反应式：Zn片（负极）Zn－2e-=Zn2+

（氧化反应）Cu片（正极）2H++2e-=H2↑

（还原反应）电极反应总式：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

原电池的组成：正极、负极、电解质溶液。原电池的构成条件：

①两种活泼性不同的金属或金属与非金属构成电极。

②电极插进电解质溶液。

③形成闭合回路。

④自发进行的氧化还原反应1.原电池反应的实质是（

）

A．复分解反应B.离子反应

C.分解反应D.氧化还原反应D当堂达标检测2.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（

）A.X＞Y＞ZB.X＞Z＞YC.Y＞X＞ZD.Y＞Z＞XC3.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是 (

)A.两个装置都构成了原电池B.甲装置构成了原电池,乙