6.1.2 化学反应与电能-【精讲课堂】2022-2023学年高一化学同步精品课件（人教版2019必修第二册）

第一节 化学反应与能量变化 化学能与电能 电能是怎么来的？ 酸雨的破坏 风 力 发 电 火 力 发 电 水 力 发 电 核能 发 电 能转化为电能 随着科技的发展和社会的进步，各种各样的电器不断进入现代社会，丰富和方便了我们的生活、学习和工作。 使用电器都需要电能。电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。我们日常使用的电能主要来自火力发电。 2018年我国电力分产业用电量统计分析：火电、水电、核电、风电发电量分别占比 火电占比仍然为75% 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。 4 火力发电 化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能 优点：资源相对丰富,廉价方便;技术成熟，设备相对简单、造价低、选址方便 缺点：1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机； 2.煤炭燃烧会产生污染性气体； 3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低。 直接转化？ 要想使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间的电子转移，在一定条件下形成电流。为了使用方便，还需要把可产生的电能以化学能的形式储存起来。 化学电源就是这样的一种装置。这种装置可以将氧化还原反应体系的能量储存起来，类似于水库的蓄存水能。 原电池就是化学电源的一种形式 【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。 一.将化学能直接转化为电能的装置——原电池 实验装置 实验现象 实验结论 锌片逐渐溶解并有气泡产生,铜片上无气泡。 锌是活泼金属能与稀硫酸反应产生氢气；铜不能与稀硫酸反应。 锌片逐渐溶解无气泡,铜片上有气泡。 产生H2(还原反应)的位置发生了改变 锌片不断的溶解，无气泡，铜片不溶解，但铜片上产生大量气泡；电流计的指针发生了偏转。 有电流产生，说明物质在发生化学反应的同时产生了电流，即化学能转化为电能 实验Ⅲ中电流表的指针发生了偏转，说明电路中有电流通过。 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） 以上两个反应式叫电极反应式 该装置的总反应为：Zn + 2H+ =Zn2+ + H2↑ 像实验Ⅲ这种装置就叫原电池 化学能 热能 化学能 电能 Zn逐渐溶解 Zn表面产生气泡 溶液变热 Zn逐渐溶解 Cu表面产生气泡 指针偏转 实验Ⅰ和实验Ⅲ中能量转化形式有什么不同的？ 1、原电池的基本概念 将化学能转化为电能的一种装置 （1）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 原电池的反应本质是氧化还原反应 （3）电极名称 ①负极：失去电子，发生氧化反应； ②正极：得到电子，发生还原反应。 （4）锌铜原电池的工作原理 工作原理 （反应方程式） 负极（Zn）   正极（Cu）   总反应离子方程式： 电子移动方向 离子移动方向 Zn - 2e- === Zn2+ 2H+ + 2e- === H2↑ Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑ 由负极经导线流向正极（电流方向相反） 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 负极 正极 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ Zn－2e－=Zn2+ 2H++2e－=H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 阳离子 阴离子 SO42- 锌电极溶解 铜电极上产生气泡 原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 电子流向：负极 沿导线 正极 电流方向：正极 沿导线 负极 外电路 内电路 阴离子 负极 阳离子 正极 外电路 内电路 e－ I 电子不下水 离子不上岸 工作原理 实验装置 能否构成原电池 结论 （5）原电池形成条件---- 能 能 能 不能 1、有两种活泼性不同的金属电极（或一种是非金属导体，如石墨） 2、较活泼的金属作负极；较不活泼的金属、石墨等作正极 其实，原电池的原理是氧化还原反应，即使两个电极相同，并不影响，负极作为导体，还原剂在负极失电子也可以。所以，电极材料其实可以相同