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

第六章 化学反应与能量 第一节(2)　化学反应与电能 能量的分类 一次能源：即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。 二次能源：一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源。 增加内容 能量的分类 一次能源：即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。 二次能源：一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源。 增加内容 电能利用的发展 目前日常使用的电能 (是二次能源)：主要来自火力发电。 燃烧（氧化还原反应）是关键。 化学能 热能 机械能 电能 燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 增加内容 电能利用的发展 潮汐发电 地热发电 增加内容 电能利用的发展 目前日常使用的电能 (是二次能源)：主要来自 火力发电。 燃烧（氧化还原反应）是关键。 火力发电的弊端？ ① 化石燃料 不可再生。 ② 能量经过多次转化，利用率低。 ③ 燃烧产生污染，如 SO2、CO、NOx、粉尘等。 能否利用“氧化还原”，将化学能直接转变为电能？ 电能利用的发展 锂电池 干电池 叠层电池 各类电池 纽扣电池 什么原理捏？ 为何能够向外输出电流捏？ 电能在电池中的储存形式是啥捏？ 一、原电池的原理与结构 1. 原电池定义：把 化学能 转化为 电能 的装置。 【实验6-3】 (1) 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，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、原电池的原理与结构 1. 原电池定义：把 化学能 转化为 电能 的装置。 锌片上有气泡, 铜片上无气泡。 现象 【实验6-3】 结论 锌与稀硫酸反应， 铜与稀硫酸不反应。 仅铜片上有气泡。 产生H2 (还原反应) 的位置发生了改变 Q: Cu反应溶解了么？ Q: 能单独发生还原反应么？ 没有! 只是H2在其表面产生。 不能! 电子的得失要同时！ Cu表面：还原半反应 2H+ + 2e– = H2 ↑ Q: 氧化半反应？电子哪来？ 猜测：Zn 氧化溶解 Zn – 2e– = Zn2+ 电子沿外电路由Zn片到Cu片 一、原电池的原理与结构 1. 原电池定义：把 化学能 转化为 电能 的装置。 现象 【实验6-3】 结论 仅铜片上有气泡。 产生H2 (还原反应) 的位置发生了改变 仅铜片上有气泡， 电流表指针偏转 + – 电流方向：沿外电路 Cu 到 Zn 电子方向：沿外电路 Zn 到 Cu 能量转化：化学能 转化为 电能 电流方向 (正电荷移动) 电子移动方向 一、原电池的原理与结构 1. 原电池定义：把 化学能 转化为 电能 的装置。 2. 原电池原理： H2SO4 Zn Cu Zn2+ Zn2+ Zn2+ 电子 e- 电流 SO42- H+ H2 H+ 负极 氧化 反应 Zn–2e- = Zn2+ 阴离子向负极移动 正极 还原 反应 2H++2e- = H2 阳离子向正极移动 总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 G ↑ ↑ 电子不进溶液！溶液内部由离子完成电荷移动的闭合回路。 原电池的总反应 “顺天而行” 释放化学能 离子迁移方向？ 一、原电池的原理与结构 1. 原电池定义：把 化学能 转化为 电能 的装置。 2. 原电池原理： 反应本质没有改变！ Zn+2H+ = Zn2++H2↑ 改变的是： 中间有电势差 氧化和还原反应在两个区域发生 氧化性：H+ > Zn2+ 还原性：Zn > H2 > Cu （失电子能力） （得电子能力） 根据能量守定律，这个反应放出的热量就转换成了电能。 形成电流 产生电能 Zn – 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2↑ “顺天而行”释放化学能 ① 整体原理 一、原电池的原理与结构 1. 原电池定义：把 化学能 转化为 电能 的装置。 2. 原电池原理： ② 电极反应 负极 —— 发生氧化半反应，向外电路传出电子 正极 —— 发生还原半反应，从外电路得到电子 ③ 电子移动：外电路负极到正极定向 电子不下水 离子不上岸 ④ 离子迁移：内电路 阳离子 —— 移向正极 阴离子 —— 移向负极 一、原电池的原理与结构 3. 原电池的构成结构与条件 【探究讨论1】 条件一：活泼性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等 一、原电池的原理与结构 3. 原电池的构成结构与条件 【探究讨论2】 条件二：电极材料需插进电解质溶液中 （可以） （不可以） 一、原电池的原理与结构 3. 原电池的构成结构与条件 【探究讨论3】 条件三：形成闭合回路 （不可以） 一、原电池的原理与结构 3. 原电池的构成结构与条件 反应条件：自发 的 氧化还原