化学反应与电能课件高一下学期化学人教版-2

第六章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化第二课时

化学反应与电能1【学习目标】1.借助原电池装置和原理的学习，体会化学能到电能的直接转化，提高模型认知能力，学习科学探究方法。2.能够辨识简单原电池的构成要素，能正确判断原电池的正、负极，能够用电极反应式对简单原电池的宏观实验现象进行符号表征。

3.了解各类电池在生产、生活实际中的应用，能够举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。2一、化学反应与电能化学能热能机械能电能燃料燃烧蒸汽轮机发电机图片来源于网络课本36页能源利用率低30%-40%氧化还原反应3一、化学反应与电能思考：是不是所有的化学反应都可以设计成原电池？有电子转移的氧化还原反应氧化反应（失电子）还原反应（得电子）导线e-原电池设计思想：将氧化与还原反应分别在两个不同区域，并用导线相连，使电子在导线中定向移

动形成电流。介质4课本36页一、化学反应与电能52e-Zn+2H+=Zn2++H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生。一、化学反应与电能6现象：铜片上有气泡产生；串联电流表后，电流表指针发生偏转，说明导线中有电流通过。锌片：Zn–2e-=Zn2+

（氧化反应）铜片：2H++2e-=H2（还原反应）Zn+2H+=Zn2++H2总反应：一、化学反应与电能71、定义：将_________转变成_______的装置。化学能电能2、本质：有自发的氧化还原反应。e－AZnCuSO42－H+H+正极负极3、电极：正极：负极：电子流入的电极电子流出的电极通常是不活泼金属或石墨电极通常是活泼金属得电子，化合价降低，发生还原反应失电子，化合价升高，发生氧化反应

(氧化反应)(还原反应)二、原电池8CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极SO42-发生溶解产生气泡原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑宏观微观氧化还原外电路负极

沿导线

正极电子流向：电流方向：正极

沿导线

负极内电路阳离子正极阴离子负极【正正，负负】注意：电子不下水，离子不上岸9三、原电池的工作原理9四、原电池的构成要素【设计实验】探究原电池的构成要素。可选但不限于以下实验用品：锌片、铁片、铜片、石墨；硫酸溶液、硫酸铜溶液、酒精、蔗糖溶液；导线、电流表、烧杯。序号①

②③装置图能否构成原电池构成原电池的条件不能能能有两个活泼性不同的电极10序号①②③装置图能否构成原电池构成原电池的条件AZnCuH2SO4ZnCuH2SO4ZnCuH2SO4能不能能有电子导体构成闭合回路四、原电池的构成要素11序号①②③装置图能否构成原电池构成原电池的条件AZnCuH2SO4AZnCu酒精（或蔗糖溶液）能不能不能有离子导体（电解质溶液或熔融电解质）并构成闭合回路四、原电池的构成要素12序号①②③装置图能否构成原电池构成原电池的条件能不能能能自发地发生氧化还原反应四、原电池的构成要素13

下列关于右图所示装置的叙述，错误的是（）A.锌是负极，其质量逐渐减小B.氢离子在铜表面被还原，产生气泡C.电流从锌片经导线流向铜片D.电子从锌片经导线流向铜片C负极（锌）Zn–2e-=Zn2+正极（铜）

2H++2e-=H2e-练习1：14五、原电池原理的应用1、比较金属活泼性一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。15例题.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（

）A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>d>bD.b>d>c>aB五、原电池原理的应用

2、加快氧化还原反应的速率甲生成的Zn2＋排斥H＋，使H＋越来越难靠近Zn表面得电子。乙Zn失去的电子沿导线聚集在Cu棒上，溶液中H＋非常容易靠近Cu表面得电子生成H2，因此反应速率加快。例如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。16五、原电池原理的应用3、用于金属防护思考：在铁的表面镀锌可有效防止铁腐蚀，即使锌层破损，内层铁仍可得到保护，用原电池原理分析原因。锌层破损时，锌-铁与电解质溶液形成原电池，锌更活泼是负极，被腐蚀；铁是正极，被保护。17六、原电池装置的设计

1、负极一般是金属性较强的金属单质（反应中的还原剂）

2、正极一般是金属性弱于负极的金属单质或石墨（通常不

参与反应，且受保护）

3、电解质溶液（离子导体）含反应中的氧化剂

4、需形成闭合回路例1：请利用反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池，画出简易装置图。Fe石墨FeCl3溶液18六、原电池装置的设计【设计原电池】请利用氧化还原反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，设计一个原电池，标出正负极，画出电子转移方向并写出电极反应Cu+2FeCl3==2FeCl2+CuCl2负极材料还原剂电解质溶液氧化剂正极材料活泼性比铜弱的金属（如Pt）或石墨负极：Cu－2e-=Cu2+正极：2Fe3++2e-=2Fe2+Cu石墨FeCl3溶液e-19七、原电池电极反应式书写1、直接书写法

负极：还原剂-ne-=氧化产物正极：氧化剂+ne-=还原产物2、相减书写法：分别写出配平了的总反应式和易写的电极反应

式，相减得到另一电极反应式。20七、原电池电极反应式书写练习1、请利用反应铜和稀硝酸的反应设计原电池，画出简易装置图，写出电极方程式。练习2、请利用反应铝和氢氧化钠溶液的反应设计原电池，画出简易装置图，写出电极方程式。Cu石墨HNO3溶液e-负极：Cu－2e-=Cu2+正极：NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O总反应：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O总反应：2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑负极：Al－3e-+4OH-

=[Al(OH)4]-正极：2H2O

+2e-=H2↑

+2OH-Al石墨NaOH溶液e-21八、化学电源1、特点：电池放电后

充电(内部的氧化还原反应

逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。2、普通锌锰干电池的构造如图所示（1）锌筒为

。（2）石墨棒为

。

（3）NH4Cl糊的作用是

。不能无法负极正极作电解质溶液223、碱性锌锰电池（1）负极材料是：___________（2）正极材料是：_____________（3）电解质是_________________Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2Zn二氧化锰湿的KOH正

极负

极总反应

Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)22MnO2

+2e－+2H2O=2MnO(OH)＋2OH－问题：请写出电池的电极反应式，已知：碱性锌锰电池在工作时

会生成Zn(OH)2、MnO(OH)。八、化学电源23八、化学电源二次电池：可充电电池（1）电池构造如图：问题：二次电池放电发生的是原电池反应，请写出铅蓄电池放电时的电极反应式。已知：两个电极放电时都生成附着在电极上难溶的硫酸铅。（2）放电时电极反应：1、铅蓄电池总式：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42-－2e-=PbSO4

放电

充电24八、化学电源1、含义：2、特点：（1）清洁、安全、高效等燃料电池是一种将燃料(如H2、CH4、乙醇等)和氧化剂(如O2)的化学能直接转化为电能的装置。(2)能量转化率可以达到

以上。(3)反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。80%与其他电池区别反应物不是储存在电池内燃料电池25氢氧燃料电池氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同，均为2H2＋O2=2H2O。但正、负极反应与电解质溶液有关，正、负极反应如下：2H2－4e－=4H＋2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋4H＋＋4e－=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－八、化学电源26八、化学电源CH4＋2O2＋2OH－＝CO32－＋3H2OCH4－8e-＋10OH－＝CO32－＋7H2