6.1 第2课时 化学反应与电能课件 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

第6章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应与电能 1 导入 我们日常使用的电能主要来自火力发电。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。火力发电过程中能量的转化如下: 导入 [播放视频]“火力发电”。 导入 我国以火力发电为主,其优缺点有哪些? 优点:我国煤炭资源丰富;电能清洁安全、快捷方便。 缺点:煤炭是不可再生能源,会造成能源危机;煤炭燃烧会产生大量温室气体及污染性气体,可能导致酸雨和温室效应;能量经多次转换,损耗大,燃料的利用率低。 导入 那么能否把化学能直接转化为电能呢? 一、原电池的工作原理 [演示实验]Cu−Zn原电池实验 1.实验步骤: (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)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、原电池的工作原理 [演示实验]Cu−Zn原电池实验 2.实验现象: (1)当锌片与铜片插入稀硫酸时,锌片表面气泡产生,铜片表面无气泡产生。 (2)用导线将锌片和铜片相连后,锌片逐渐溶解,铜片上有气泡产生。 (3)串联电流表后,电流表指针发生偏转(说明导线中有电流通过)。 一、原电池的工作原理 [演示实验]Cu−Zn原电池实验 3.实验分析: (1)当插入稀硫酸的锌片和铜片用导线连接时,由于Zn比 Cu活泼,与稀硫酸作用容易失去电子,被氧化成Zn2+而进入溶液。 (2)电子由Zn片通过导线流向Cu片,溶液中的 H+ 从Cu片上获得电子,被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从Cu片上放出。 锌片:Zn−2e− Zn2+ (氧化反应) 铜片:2H+ +2e− H2↑(还原反应) 一、原电池的工作原理 [演示实验]Cu−Zn原电池实验 4.实验结论: 导线连接锌片和铜片后,气泡在铜片上产生,导线中有电流通过,整个过程中化学能转化为电能。 一、原电池的工作原理 原电池: (1)原电池的概念:将化学能转化为电能的装置。 (2)原电池的本质:发生氧化还原反应。 (3)原电池的原理:原电池使氧化反应、还原反应分别在两个不同区域进行,使氧化还原反应中转移的电子通过导体发生定向移动,形成电流,实现化学能向电能的转化。 一、原电池的工作原理 原电池: (4)原电池的电极反应: 负极:电子流出的一极,发生氧化反应。 正极:电子流入的一极,发生还原反应。 (5)原电池中电子、离子流向: 电极和导线中的导电微粒是电子,电子从负极流出,经导线流向正极。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 二、原电池的构成条件 [问题思考]1.图1装置中的铜起什么作用? 能否用其他物质代替? 2.图2装置中将锌片换成铜,能形成原电池吗? 3.图2装置中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗? 1.铜作导体。能用石墨、较不活泼的金属等物质代替铜。 2.不能,无自发进行的氧化还原反应。 3.不能,酒精是非电解质,不导电。 二、原电池的构成条件 原电池的构成条件: 二、原电池的构成条件 小试牛刀 1.正误判断。 (1)火力发电过程中,机械能转化为电能是整个能量转化的关键。( ) (2)原电池的电极材料必须是金属。( ) (3)原电池工作时,正极与负极转移电子数相同。( ) (4)在锌铜原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶 液流回锌。( ) (5)原电池中,阳离子向正极移动。( ) × × √ × √ 二、原电池的构成条件 2.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题: (1)若X为Zn,Y为硫酸铜溶液,则X为 (填电极名称)______, 判断依据是_____________________________________ ; 铜电极的名称是_______,溶液中的 Cu2+ 移向_________ (填“Cu”或 “X”)电极。 负极 锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强) 正极 Cu 15 二、原电池的构成条件 2.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题: (2)若X为银,Y为硝酸银溶液,则X为________(填电极名称), 判断依据是______________________________________; 铜电极的名称是_________,溶液中的 Ag+移向 _______(填“Cu”或 “X”)电极。X电极上的电极 反应式为__________________。