4.1.1原电池的工作原理-课件-2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修1

选择性必修一 化学反应与电能 　 原电池的工作原理 第四章 素养目标 1.复习必修第二册中的铜锌原电池装置,巩固原电池装置的构造及形成条件。 2.通过实验,认识双液原电池相比普通原电池的优点,特别是盐桥的作用,培养宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想等学科核心素养。 3.依据带盐桥的锌铜原电池装置,学会分析电子和阴、阳离子的移动方向,并以电极反应式的形式表达出来,培养证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想等学科核心素养。 一、生活中的电池 1800年，意大利物理学家伏打，成功制造了产生稳定电流的装置——伏打电堆。 一、生活中的电池 据新华网报道2021年，中国新能源汽车销售完成352.1万辆，连续7年位居全球第一。疫情下，2022年1月，中国新能源汽车产销分别完成45.2万辆和43.1万辆，同比分别增长1.3倍和1.4倍，出口同比增长5.4倍。新能源汽车成为2022年中国高质量发展新引擎。 现在新能源电池市面上分为两种： 一种是由特斯拉为代表的的锂电池， 一种有比亚迪为代表的的磷酸铁锂电池。 有人说新能源汽车好不好，关键看电池！ 一、知识铺垫 1.在氧化还原反应中: (1)氧化剂→得到电子→元素化合价降低→被还原→发生还原反应。 (2)还原剂→失去电子→元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应。 (3)氧化剂、还原剂之间转移电子数目相等。 2.原电池是将化学能转化为电能的装置,原电池内发生的反应属于 氧化还原反应。 Zn+2HCl==== ZnCl2+H2↑ 化合价升高 失2e- 化合价降低 2×e- 发生还原反应 发生氧化反应 0 +1 +2 0 一、知识铺垫 生活中电池的结构 二、电能 电能——又称电力（二次能源） 一次能源： 从自然界中直接取得的能源． 如:煤,石油,天然气等. 二次能源： 经一次能源加工转移得到的能源． 新增发电装机容量变化 二、电能：火力发电工作原理示意图 火电站从开始到结束能量是如何转化的？ 化石燃料 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 电能 发电机 排出大量温室气体 可能导致酸雨 能量转化效率低 煤炭是非可再生资源 火 力 发 电 有 什 么 缺 点 二、电能 1.原电池 （1）定义：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池。 其反应本质是 （电源） （2）规定： 负极： 正极： 电子e-流出（或电流流进）的一极 电子e-流进（或电流流出）的一极 氧化还原反应 二、电极反应 氧化还原反应 原电池反应的本质： 电极材料 原电池正负极 电极反应式 发生的反应 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式 负极 正极 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2↑ 氧化反应 还原反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑（两个电极反应之和） 电极材料 原电池正负极 电极反应式 发生的反应 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式 二、原电池的工作原理 外电路 内电路 稀H2SO4 Zn Cu e- 外电路： 内电路： 阳离子→正极 阴离子→负极 负极→正极 e- 这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流 电子不能通过电解质溶液 二、原理剖析 Zn 相对活泼的金属 失电子 氧化反应 电子流出 负极 Cu或碳棒等 相对不活泼的金属 溶液中的阳离子得电子 还原反应 电子流入 正极 非金属导体 或 e- 二、原电池组成条件 (1)反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 (2)两电极：一般是活泼性不同的两电极。 (3)电解质溶液 (4)形成闭合回路，形成闭合回路需： ①两电极直接或间接接触； ②两电极插入电解质溶液中。 闭合回路 二、两种原电池的比较 甲装置所示原电池俗称单液原电池,锌片、铜片用导线相连后,都插入到稀硫酸中,所以,锌片上失去的电子一部分通过导线流向铜片,形成电流,还有一部分直接传递给溶液中碰撞到锌片上的氢离子,这一部分电子不形成电流,这种原电池供电效率不高,且电流在较短时间内就会衰减。 乙装置所示原电池俗称双液原电池,锌片、铜片用导线相连后,锌片插入ZnSO4溶液中,铜片插入稀硫酸中,这样就避免了锌片与稀硫酸直接接触发生反应而造成的电能损失,锌失去的电子全部通过导线流向铜片,这种原电池供电效率高,且能提供较稳定的电流。 原电池的缺陷: 能量转化率低，持续时间短 能量转化率提高，持续时间更长 二、双液原电池：以锌铜原电池为例 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 ________________ _________________ 反应类型 __________ _____