6.1.2化学反应与电能 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第2课时 化学反应与电能 第一节 化学反应与能量变化 第六章 化学反应与能量 学习目标 1.通过对铜-锌原电池的实验探究，认识化学能转化为电能的装置，并从宏观(能量变化)和微观(电子转移)相结合及氧化还原的视角学习原电池的组成和工作原理。  2.运用原电池原理设计一些简单的化学电池，发展实验设计及分析能力。 3.结合实例了解常见的化学电源以及它们在生产生活等方面的应用。 超级柠檬电池为什么能发电，电池反应是什么? 新课导入 3 1.火力发电—燃煤发电的能量转化过程 火力发电占据绝大部分，什么是火力发电?火电站的工作原理如何? 一、原电池工作原理 2015年我国电力生产量构成图 知识点一 火力发电原理及过程： 化学能 热能 机械能 电能 在火力发电中，化学能间接转化为电能，其中燃烧（氧化还原反应）是关键。 一、原电池工作原理 燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 如果你是电力工程师，你能否找到一种装置将化学能直接转化为电能呢? 知识点一 5 Zn-Cu-稀硫酸原电池 2. 原电池 实验观察 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 铜 总反应 请从氧化还原的角度分析原电池原理 电子流出 正极 负极 电子流入 氧化反应 还原反应 Zn－2e－ Zn2＋ Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑ 2H＋＋2e－ H2↑ A SO42- SO42- H+ H+ e- e- e- e- e- 稀硫酸 e- Zn Cu 原电池原理示意图 。 。 e- H2 实验观察 电极反应式的书写 列物质 标得失 看环境 配守恒 两式加 验总式 按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应， 判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。 电极产物在电解质溶液的环境中，应能看环境稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、电子守恒等加以配平。 两电极反应式相加，与总反应对照验证。 拓展延伸 (1)概念：把化学能转变为电能的装置。 (2)工作原理：(以铜­锌­稀硫酸原电池为例) (3)电子的流向：电子由负极经导线流向正极。 (4)反应本质：自发进行的氧化还原反应。 根据上述实验和分析，归纳原电池的相关知识 归纳总结 水果电池演示实验 简易电池的设计与制作 实验观察 1.水果电池中，水果的作用是什么？ 2.在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些？ 1. 水果相当于电解质溶液 2. 原电池的构成条件： ①活动性不同的金属（或一种是非金属导体作电极） ②电解质溶液 ③能自发进行氧化还原反应 ④形成闭合回路 讨论交流 下列装置中，不能构成原电池的是 (　　) 【解析】A、C、D项都具备两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路和自发进行的氧化还原反应的条件，都构成了原电池；B项，蔗糖溶液不是电解质溶液，不能构成原电池。 小试牛刀 B 二、常见的化学电源 铅蓄电池 燃料电池 实验视频 知识点二 1．锌锰干电池— 一次电池 (1)构造示意图 (2)原理：锌逐渐消耗，二氧化锰 不断被还原，电池电压逐渐降低， 最后失效。 (3)特点：放电之后不能充电—内部的氧化还原反应无法逆向进行。 + - 石墨棒 MnO2糊 NH4Cl糊 锌筒 归纳总结 2．充电电池— 二次电池 (1)特点：放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，恢复到放电前的状态。 (2)实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 (3)应用：手机、笔记本式计算机、照相机和摄像机等所用电池大多为锂离子电池 铅酸蓄电池 镍氢电池 锂离子电池 3．燃料电池 (1)概念：将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂的化学能直接转化为电能的反应装置。 (2)特点：①清洁、安全、高效； ②反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供； ③供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，且充 电时 间较短。 我国研制的燃料电池和超级电容混合动力有轨电车 原电池的电极材料都必须是金属吗？ 原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)。 思考交流 氧化反应 电子沿导线传递 有电流产生 负极 正极 阳离子移向 还原反应 电解质溶液 阴离子移向 不断溶解 原电池工作原理 课堂小结 电池研发与生产、生活和军事等领域 的发展密切相关。电池研发人员的工 作包括电池构成材料的研制、电池性 能的改进和