化学反应与能量变化【一课一优】高一下学期化学人教版必修第二册

课时2化学反应与电能第一节化学反应与能量变化火力发电01原电池原理02设计原电池03课标要求1.

认识化学反应可实现化学能与电能的相互转化，区分火力发电的

能量转化过程。2.

掌握原电池的构成条件、工作原理，明确原电池正负极的判断基

本方法。3.

了解原电池反应本质为自发氧化还原反应，知晓电子、离子的移动规律。【知识目标】课标要求【素养目标】1.

宏观辨识与微观探析：结合原电池实验宏观现象，微观分

析电子转移与离子移动的变化。2.

变化观念与平衡思想：认识氧化还原反应可实现能量形式

转化，理解能量转化的规律性。3.

科学探究与创新意识：能根据条件组装简易原电池，具备

基础的化学实验探究能力。火力发电核电站水力发电风力发电新课导入我们日常使用的电能主要来自火力发电新课导入PART01火力发电一、火力发电1.我们日常使用的电能主要来自火力发电我们日常使用的电能主要来自火力发电。火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。一、火力发电2.火力发电：化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。化学能燃料燃烧热能蒸汽轮机机械能发电机电能直接？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、转换环节多，能量损耗大，能量的利用率低弊端煤炭一、火力发电化学能热能机械能电能燃料燃烧发电机蒸汽轮机能量转换：化石燃料燃烧发生氧化还原反应，使化学能→热能关键直接？氧化剂与还原剂之间发生电子的转移本质一、火力发电3.火力发电的化学深层本质分析燃烧氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化关键本质本质引起要想使氧化还原反应释放的能量直接转化为电能，就要设计一种装置PART02原电池原理[实验]【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6-6所示，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、原电池原理[实验]【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6-6所示，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、原电池原理二、原电池原理稀H2SO4实验现象离子方程式思考问题寻找答案大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解Zn+2H+=Zn2++H2↑1.铜片上为什么会有气泡冒出，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.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。ZnCu1.定义:把化学能转化成电能的装置，称为原电池。2.

本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行；自发的氧化还原反应电流方向：正极→负极正负极：负极

电子流进（或电流流出）的一极正极

电子流出（或电流流进）的一极稀硫酸CuZnA-+e-→e-→e-→e-二、原电池原理阳离子迁移方向阴离子迁移方向负极正极Ae−e−II电解质溶液Zn－2e－=Zn2+氧化反应发生溶解失去电子吸引阴离子还原反应产生气泡2H++2e－=H2↑得到电子吸引阳离子阴离子负极阳离子正极外电路内电路电子流向：负极

沿导线

正极较活泼金属较不活泼金属原电池工作原理示意图电子不下水，离子不上岸硝酸银AgCu硫酸铜AgCu√×条件一：能自发进行(或一定条件下可以自发)的氧化还原反应稀盐酸ZnCu酒精ZnCu√×酒精、蔗糖、四氯化碳（CCl4）不是电解质条件二：两极之间填充电解质溶液（或熔融电解质或固体电解质）二、原电池原理3.构成原电池的条件条件三：用活泼性不同的两种材料作电极

①

其中一种能导电的非金属：碳棒

、石墨；②

其中较活泼金属为负极，较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）；稀硫酸ZnFe稀硫酸ZnZn稀硫酸ZnC×√√二、原电池原理3.构成原电池的条件稀盐酸ZnCuZnCu稀盐酸稀盐酸√×条件四：正极、负极、电解质溶液构成闭合回路/两个电极直接接触稀硫酸ZnCu√★一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应；如：Al/NaOH/Mg----原电池：是Al作负极；Cu/HNO3（浓）/Fe---原电池：是Cu作负极二、原电池原理3.构成原电池的条件二、原电池原理①有活泼性不同的两个电极，较活泼的金属作负极②两电极都接触电解质溶液③正极、负极、电解质溶液构成闭合回路④在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应二、原电池原理3.构成原电池的条件3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练正误判断(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

溶液流回锌(

)(5)原电池中阳离子向正极移动(

)××√×√3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练A1.下列叙述正确的是（

）①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可以自发进行A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练C2.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是（

）A.电子由铜通过导线流向锌B.该装置是将电能转化为化学能的装置C.锌电极发生氧化反应D.电流由锌通过导线流向铜PART03设计原电池二、原电池原理三、设计原电池1.设计原电池的基本思路还原剂＋氧化剂＝氧化产物＋还原产物（失电子）（得电子）负极反应物负极材料正极反应物正极材料负极正极离子导体电子导体二、原电池原理三、设计原电池2.将反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。Fe①依据反应式确定电极材料Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu1×Fe－2e－＝Fe2＋氧化反应负极Cu2＋＋2e－＝Cu1×还原反应正极Cu二、原电池原理三、设计原电池2.将反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。2.将反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。②判断电解质溶液Cu2＋＋2e－＝CuFeCuFe－2e－＝Fe2＋Cu2＋Cu2＋CuSO4溶液CuCl2溶液二、原电池原理三、设计原电池2.将反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。CuSO4溶液CuSO4溶液Zn行吗？×SnPbCCuSO4溶液CuCl2溶液二、原电池原理三、设计原电池

【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的构成要素。【用品】水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等），电流表。【实验】（1）水果电池参考图6-8所示水果电池，自选水果及相关用品，制作水果电池。（2）简易电池参考图6-9，制作简易电池，并试验和比较不同材料作电极的效果。（3）设计演示原电池的趣味实验利用发光二极管、电子音乐卡或小电动机等，设计一个演示原电池的趣味实验（如电压不足，可将几个电池串联起来）。简易水果电池的制作

二、原电池原理三、设计原电池3.简易水果电池的制作【课堂小结】间接：直接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能装置原电池化学能与电能原电池将化学能转化为电能的装置定义构成条件活动性不同的两个电极形成闭合回路电极插入电解质溶液电池反应电子电流氧化还原反应由负极流向正极由正极流向负极离子负负正正3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练C1、如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(

)A.

电子流动方向为:X→外电路→Y→溶液→XB.若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC.SO42-移向X电极，如有氢气产生在Y电极上D.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练B2．下列装置中能构成原电池产生电流的是A． B． C． D．3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练C3、汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，下列叙述中正确的是()A.Pb是正极

B.PbO2得电子，被氧化C.负极反应是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4D.电池放电时，溶液的酸性增强3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练C4．有A、B、C、D四块未知金属片，欲判断其金属活动性顺序，进行如下实验，根据电流表指针偏转方向，可以获知：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是A．A>B>C>D B．C>A>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练5.选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu＋2Ag＋===