【课件】化学反应与电能++课件高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一节化学反应与能量变化第2课时

化学反应与电能第六章化学反应与能量没电活不下去生活中人们使用的电能来自于哪里?太阳能发电风力发电核能地热能发电水力发电生物质能潮汐能发电火力发电2001年2015年2018年近几年中国发电总量构成对比2018年，中国发电总量占比世界发电总量的1/4；近阶段，火电仍然是中国发电的主要组成；其它形式的发电占比逐年在增加。一、火力发电燃烧蒸汽发电机

化学能

热能

机械能

电能能量转化的关键火力发电有什么弊端？如何尽量克服这种弊端？蒸汽化学能(燃料)燃烧发电机热能机械能(涡轮机)电能弊端化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境直接【思考】哪类化学反应中存在电子的转移？【思考】电流是怎样产生的？电子定向移动氧化还原反应二、化学反应与电能【思考】化学装置如何利用氧化还原反应释放的能量转化为电能？【实验6-3】（1）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）如图所示装置，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电

流表指针是否偏转。铜锌未连接时，锌片表面有气泡，铜片无明显变化，放热。（1）将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。【实验现象】（2）用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。铜锌连接时，铜表面出现大量气泡，锌表面也有气泡【实验现象】Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑铜片上：有气泡锌片上：逐渐溶解电流表：指针偏转（3）如图所示装置，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表指针是否偏转。电流表指针发生偏转，说明导线中有电流产生锌片：Zn-2e=Zn2+

（氧化反应）铜片：2H++2e-=H2↑

（还原反应）Zn+2H+=Zn2++H2↑1.定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。2.本质：将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。二、化学反应与电能（一）原电池溶液中粒子运动相互间的干扰减小，反应速率加快稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反应还原反应锌片：逐渐溶解铜片：产生气泡负极正极SO42-e－I外电路内电路阳离子阴离子（二）工作原理：电子不下水离子不上岸负极：电子流出，失电子，发生氧化反应正极：电子流入，得电子，发生还原反应外电路电子：负极→沿导线→正极电流：正极→沿导线→负极阳离子→正极阴离子→负极【小结】原电池的工作原理内电路（四）原电池的构成条件形成条件一：活泼性不同的两个电极金属与金属、金属与非金属（石墨）形成条件二：必须存在自发的氧化还原反应形成条件三：电极需插进电解质溶液中形成条件四：必须形成闭合回路(4)有自发进行的氧化还原反应(1)

两个活泼性不同的电极，如：金属与金属、金属与非金属(2)电解质溶液(溶液或者熔融)(3)电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路（四）原电池的构成条件应用体验1.下列装置中能够组成原电池的是________(填序号)，其他不能构成原电池的试分别说明理由：_____________________________________________________________________________________________________________________。③⑤①中只有一个电极，②中两个电极的活泼性相同，④中酒精为非电解质溶液，不能导电，⑥中电解质溶液(内电路)未形成闭合回路步步高P462.下列各组材料中，不能组成原电池的是选项ABCD两极材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片Fe片，Cu片插入溶液稀硫酸AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸√步步高P48(1)火力发电过程中，机械能转化为电能是整个能量转化的关键()(2)原电池的电极材料必须是金属()(3)原电池工作时，正极与负极转移电子数相同()(4)在锌铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()(5)原电池中阳离子向正极移动()×正误判断√××√步步高P45较活泼较不活泼——负极——正极①电极材料（五）原电池正负极的判断Fe是负极已知

C是负极

则活泼性

C>B较活泼较不活泼——负极——正极①电极材料（五）原电池正负极的判断（一般）AlMgNaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al是负极氧化反应、失电子还原反应、得电子②发生的反应——负极——正极（五）原电池正负极的判断

质量增加质量减少——正极——负极有气泡冒出的电极为正极③

质量变化（五）原电池正负极的判断④

阴阳离子的定向移动阳离子移向正极阴离子移向负极3.如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。下列关于该装置的说法中，正确的是A.a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应B.碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大C.导线上有电流，电流方向a→bD.反应后a极质量减小√步步高P48深度思考2.同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。[提出问题]影响自制电池效果的因素有哪些？[查阅资源]电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。[实验探究]

Ⅰ.按如图连接水果电池。步步高P47Ⅱ.实验记录如下：序号电极电极间距水果种类电流表示数(μA)①Cu—Al2.0cm西红柿78.5②Cu—Fe2.0cm西红柿70.3③Al—Al2.0cm西红柿0④Cu—Al2.0cm柠檬45.7⑤Cu—Al1.0cm柠檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm柠檬104.5[解释与结论](1)实验①②③的目的是_____________________________。对比实验①②③得出的结论是__________________________________________________________。(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验_____(填序号)。对比④⑤得出的结论是_______________________________________________________。探究电极材料对电池效果的影响

在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好①④

在其他条件相同时，电极间距越小，电流越大，电池效果越好[反思与探讨](3)水果电池中，水果的作用是_____________。(4)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件为__________________，构成水果电池的其他要素还有________________________、_____________、_____________。作电解质溶液两极金属活动性不同能发生自发的氧化还原反应形成闭合回路

有电解质溶液三、化学电池生活中的电池1.锌锰干电池普通锌锰干电池、锌银电池（钮扣电池）等三、化学电池——一次电池不可充电电极:电解液：电极方程式：负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋正极(C)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O优点：便于携带，价格低总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+

缺点：使用寿命短，易泄露NH4Cl和淀粉糊Zn为负极,碳棒为正极应用体验1.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是A.锌筒是原电池的正极B.石墨电极上发生氧化反应C.铵根离子流向石墨电极D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒√步步高P49常见的可充电电池还有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……三、化学电池——二次电池可充电化学能放电充电电能1、铅酸蓄电池总反应式：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放电充电三、化学电池——二次电池电解液：

电极：

电极方程式

正极（PbO2）：负极（Pb）：H2SO4溶液PbO2是正极；Pb是负极PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2OPb-2e-+SO42-=PbSO4优点：电压稳定，反复使用，安全可靠。缺点：污染环境深度思考铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。按要求回答下列问题：(1)负极材料是___，正极材料是______，电解质溶液是_______。(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向

__________极。(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度____(填“增大”“减小”或“不变”)PbPbO2稀硫酸PbO2(或正)减小(4)当铅酸蓄电池向外电路提供2mole－时，理论上负极板的质量增加___g。96步步高P49总反应式：Li+MnO2=LiMnO2，负极（Li）：Li－e-==Li+正极（MnO2)：MnO2

＋e-==

MnO2-优点:质轻、比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命。2、锂电池电极方程式

4.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高等优点而受到了重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是A.Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋B.Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋C.MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===D.Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋√步步高P522.(2022·浙江舟山调研)氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg＋2BiF33MgF2＋2Bi(MgF2为难溶盐)，电解质为熔融氟化物。下列说法正确的是A.放电时，负极的电极反应式为Mg－2e－＋2F－===MgF2B.放电时，电子从镁电极流出，经电解质流向正极C.放电时，化学能完全转化为电能D.放电时，F－向正极移动√步步高P50APt(-)Pt(+)正极室负极室隔膜电解质溶液燃料O2燃料电池是一种将燃料（如H2、CH4、乙醇）和氧化剂（如O2）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%

以上。三、化学电池——燃料电池电解液：酸或碱

电极：负极：燃料

（如H2、CH4、乙醇）

正极：氧气（如O2）(1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(

)(2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应()(3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能()(4)原电池中正极材料一定发生还原反应()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()×正误判断××××步步高P501、燃料电池——氢氧燃料电池H2SO4为电解质溶液（酸性）KOH为电解质溶液（碱性）负极：正极：O2+4e-+4H+

＝2H2OO2+4e-+2H2O＝4OH-负极：正极：H2

－2e-

＝2H+2H2-4e-+4OH－＝4H2O总反应:2H2+O2

＝2H2O中性条件下？一、酸性1、负极：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+

2、正极：2O2+8e-+8H+=4H2O3、总反应式：2O2+CH4=2H2O+CO2二、碱性1、负极：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O2、正极：2O2+8e-+4H2O==8OH-

3、总