4.1化学反应与电能 公开课课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应与电能 第一课时：原电池 火力发电 水力发电 风力发电 太阳能发电 核能发电 电池供电 太阳能电池灯 电瓶车 电池工作时能量转化的途径是什么？ 化学能 电能 直接 1.定义：将___________直接转变成___________的装置叫做原电池。 一：原电池 化学能 电能 【课堂练习】 1.下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（ ） A B C D         锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 硅太阳能电池 A 思考：依据原电池的装置图，回忆构成原电池的条件是什么？ 原电池 A Zn Cu SO42－ H+ H+ e－ 原电池 (4) 能自发进行的氧化还原反应 (1) 两个活泼性不同的电极，如：金属与金属、金属与非金属 (2) 电解质溶液 (溶液或者熔融) (3) 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 2.原电池的构成条件 酒精、蔗糖、四氯化碳不是电解质（非电解质） 原电池 正极： 负极： 电子流入的电极 电子流出的电极 通常是不活泼金属或石墨电极 通常是活泼金属 得电子，化合价降低，发生还原反应 失电子，化合价升高，发生氧化反应 锌片： Zn－2e－ = Zn2+ ，发生氧化反应 铜片： 2H+＋2e－ = H2↑ ，发生还原反应 A Zn Cu SO42－ H+ H+ e－ 3.正极，负极： 电子、离子的移动方向 外电路： 原电池 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- 发生溶解 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 内电路： 外电路 内电路 4.工作原理 负氧正还 阳离子→正极；阴离子→负极 【注意】电子不下水，离子不上岸 【正正,负负】 1下列哪些装置能构成原电池？ × √ √ × × × 原电池 2下列装置能将化学能转化为电能的是（ ） B 原电池 铜 有什么现象？ 原电池 锌铜原电池：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 负极：Zn-2e- = Zn2+ 正极：2Cu2++2e- = Cu 预期现象：锌片溶解；铜片上有红色物质析出；电流表指针偏转 观察并记录实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？ 再探单液原电池 原电池 注意观察电极，电流表指针偏转情况 1.为什么锌片上有红色物质生成？ 因为锌与CuSO4溶液直接接触，发生氧化还原反应，所以锌片表面有铜析出。 2.为什么电流表读数不断减小？ 因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。 当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原电池反应，最后没有电流产生。 【分析原因】 原电池 16 （1）该原电池在工作中有何缺点？ 【深入探讨】 锌与硫酸铜溶液直接接触发生反应，化学能转化为电能效率低，不能持续产生电流。 原电池 （2）如何改进？ 【深入探讨】 还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 分开 原电池 二、新课还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 讲解 硫酸铜 Cu Zn A 改进 Zn Cu ？ A 1.两个烧杯中分别盛放 什么试剂？ 2.如何构成闭合回路？ 原电池 19 二、新课讲解 原电池 1.两个烧杯中分别盛放 什么试剂？ 2.如何构成闭合回路？ 20 二、新课讲解 Cu CuSO4溶液 Zn ZnSO4溶液 A 盐桥：通常是装有含琼胶的KCl饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。 原电池 5.双液 - 盐桥原电池 21 原电池 5.双液 - 盐桥原电池 5.双液 - 盐桥原电池 ①连接内电路，形成闭合回路 ②平衡电荷，使溶液保持电中性 盐桥的作用： 原电池 mA Cu Zn2+ Cu2+ SO4 2- SO4 2- Zn K+ Cl- Zn2+ mA Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu — 氧化 反应 盐 桥 还原 反应 + 负极 正极 原电池 一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应，一个发生还原反应，两个半电池用盐桥连接。 单液原电池 盐桥（双液）原电池 1.两个半反应在同一区域进行，电流不稳定。 2.两个半反应在不同区域进行，电流持续、稳定。 相同点： 满足原电池的构成条件，外电路均是电子的定向移动， 内电路均是离子的定向移动。 不同点： 原电池 1判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)在原电池中,发生还原反应