6.1.2 化学反应与电能（课件）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 课时2 化学反应与电能 素元化学工作室 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。 素元化学工作室 电是从哪来的？ 我们的生活很难离开电 资料卡片 素元化学工作室 同学们，当你们给自己的手机充电时；在晚上打开电灯照明的时候。在炎炎夏日中，打开电冰箱的时候。 你们想过没有，我们用的电到底是哪里来的？各位同学都应该非常的清楚，家里用的电，来自于发电厂。那同学们知道有多少种发电的方式呢。 火力发电 核电站 水力发电 风力发电 资料卡片 素元化学工作室 电能作为一种二次能源，肯定是由其他能量转化而来的。比如，太阳能发电；核电站利用核能转化为电能；利用水或者风流动的力量，使机械能转化为电能；还有利用燃烧燃料，把蕴含在燃料中的化学能最终转变为电能的火力发电。而在这其中，应用最广泛的就是火力发电。 我们日常使用的电能主要来自火力发电。 2015年我国发电总量构成图 资料卡片 素元化学工作室 首先我们来看一张图，这是2015年我国电力生产量构成图。可以看出我们日常使用的电能主要来自火力发电。随着科技的发展和技术的进步，在今天虽然火力发电的比率有所下降，但是依然是我国发电总量中占比例最大的。 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。 化学能 燃料燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 直接？ 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。 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 素元化学工作室 能否将化学能直接转化为电能？ 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 火力发电 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 过程 关键 本质 本质 引起 思考：如何将化学能直接转化为电能？ 素元化学工作室 演示实验6-3 原电池实验 （1）将锌片、铜片插入盛稀硫酸的烧杯中，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）用导线在锌片和铜片间串联一个电流表G，观察电流表指针是否偏转。 H2SO4 稀硫酸 Cu Zn A 素元化学工作室 演示实验6-3 实验探究 素元化学工作室 [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。 锌片溶解有气泡，铜片无现象 锌片溶解，铜片有气泡 锌片溶解，铜片有气泡，指针偏转 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 思维课堂 素元化学工作室 演示实验6-3 序号 实验步骤 实验装置 现象 结论或解释 Ⅰ 将锌片、铜片插入 盛稀硫酸的烧杯中，观察现象。 锌片表面有气泡，铜片表面没有气泡 Zn+2H+ = Zn2++H2↑，铜与稀硫酸不反应 Ⅱ 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 锌片、铜片表面都有气泡。 锌失去电子，经导线流向铜片，H+在铜片上得到电子还原成H2。 Ⅲ 用导线在锌片和铜片间串联一个电流表G ，观察电流表指针是否偏转。 铜片（锌片）上有气泡，电流计指针偏转 ? 素元化学工作室 Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子变成Zn2+进入溶液。 锌片：Zn－2e－ = Zn2+（氧化反应） 电子经导线流向Cu片， 溶液中的H＋由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2。 铜片：2H+＋2e－ = H2 ↑（还原反应） 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大 思考：实验Ⅲ中电流表的指针为什么会发生偏转？ 思维课堂 素元化学工作室 思考：你能写出两极发生的电极反应吗？ 负极：Zn － 2e- = Zn2+（氧化反应） 正极：2H+ + 2e-