6.1.2 化学反应与电能课件2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

化 学 反 应 与 电 能 第六章 第一节 化学反应与能量变化 学习目标 核心素养 1.了解火力发电过程中能量的转化。 2.理解原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验能够说明原电池的原理，以及判断原电池的正、负极。 3.学会原电池电极反应式的书写。 通过学习火力发电过程中能量的转化，培养学生科学态度与社会责任的化学核心素养；通过学习原电池电极反应的书写，培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。 化学反应与电能 化学反应与电能 燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 化学能 热能 机械能 电能 一、火力发电原理及过程 知识梳理 化学反应与电能 火力发电 火力发电的本质分析 将化学能经一系列能量转化过程，转化为电能 燃 烧 氧化还原反应 氧化剂与还原剂之间发生电子的转移 旧键断裂和新键形成、伴随体系能量变化 化学反应与电能 2019年我国电力生产量构成图 化学反应与电能 如何将化学能直接转化为电能呢？ 加热水蒸气 带动发电机 推动蒸汽机 化石燃料燃烧 化学能 热能 机械能 电能 化学反应与电能 实验探究 实验一 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象 实验二 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 Zn Cu 稀H2SO4 Zn Cu 稀H2SO4 实验三 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 化学反应与电能 实验现象 结 论 实验一 实验二 实验三 有电流形成 ? 铜片表面无气泡 Zn+2H+ === Zn2++H2↑ 锌片上也有少量气泡 电流计指针偏转 锌片不断溶解 铜片上有气泡产生 锌片表面有气泡 铜片表面有气泡 Cu不与稀H2SO4反应 实验探究 化学反应与电能 化学能直接转化为电能 电子：Zn 导线 铜片 H+ A Zn Cu 稀H2SO4 1. 铜片上产生的是什么气体？可如何检验？ 2. 溶液中H+ 得到的电子是从哪里来？ 3. Zn失去的电子如何传到了铜片上？ 4. 如何由电子流向确定铜锌电极的名称？ 5. Cu、Zn电极上的反应称为电极反应，从电子得失的角度 判断是哪种类型的反应？ 6. 这个过程能量是如何转化的？ 实验结论 思考交流 化学反应与电能 外电路 定向移动导电 内电路 定向移动导电 （阳离子→ ；阴离子→ ） c()不变 电子 阴阳离子 正极 负极 2. 工作原理 A Zn Cu 稀H2SO4 Zn2+ Zn2+ Zn2+ e- 负极 正极 （1）图像模拟 化学能→电能 电解质溶液： H2SO4→ZnSO4 ②物质变化 ③能量变化 ①离子浓度变化 c(H+)减小 c(Zn2+)增大 把化学能转化为电能的装置 1. 原电池 二、原电池 化学反应与电能 10 氧化反应和还原反应分开进行，从而产生电流 总反应：Zn ＋2H+ === Zn2+ + H2↑ 锌失去电子，发生氧化反应后进入溶液 （3）微观解释 （4）符号表达 负极 锌片：Zn－2e- === Zn2+ 正极 铜片：2H+ ＋ 2e- === H2↑ 电子沿导线到达铜电极 溶液中的 H+ 在铜电极上获得电子被还原产生氢气 A Zn Cu 稀H2SO4 Zn2+ Zn2+ Zn2+ e- 2. 工作原理 1. 原电池 二、原电池 （2）宏观表现 化学反应与电能 3. 原电池正、负极的判断方法 ①从电极材料： ②从电极反应现象： ③从外电路电子流动方向： ④从电极反应本质： 相对较活泼金属——负极 溶解的一极——负极 电子流出的一极——负极 被氧化的一极——负极 A Zn Cu 稀H2SO4 Zn2+ Zn2+ Zn2+ e- 2. 工作原理 1. 原电池 二、原电池 化学反应与电能 12 要求：请选择上述用品，设计原电池装置， 并画出装置简图，仪器药品不限 用品：锌片、铁片、铜片、石墨，硫酸、硫酸铜溶液、酒精、蔗糖溶液， 导线、电流表、烧杯 实验探究 化学反应与电能 A Zn 稀H2SO4 Cu 稀H2SO4 ⑤ A Zn Cu 稀H2SO4 ① A Fe Cu CuSO4溶液 ② A Zn Cu 酒精 ③ Zn Cu 稀H2SO4 ④ × × 化学反应与电能 × 14 4. 原电池的组成条件 ④ 必须存在自发的氧化还原反应 A Zn Cu 稀H2SO4 ① 活泼性不同的两种材料作电极 ② 两极之间填充电解质溶液 ③ 必须形成闭合回路 二、原电池 化学反应与电能 (3)利用总反应与上述的一极反应相减即得另一个电极的反应式 Li+LiMn2O4