6.1化学反应与能量变化 课件 2023-2024学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

如果此时此刻 全球忽然停电一个月将会怎样呢？ 网络瘫痪，手机电脑变成了没用的板砖 医院呼吸机停止工作，无数的生命瞬间终结 没有了信号灯，马路上开始了碰碰车大乱撞 银行停止运营，银行卡存折变成了废纸 电能带给人类不仅仅是光明， 更是社会的发展和文明 化学能与电能 第一课时 化学能转化为电能 2 0 2 4 3 随着科学技术的发展和社会的进步，各种各样的电器不断进入现代社会，大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作。 使用电器都需要电能。电能是现代生活中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。 一次能源：直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。 一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源，如电力、蒸汽等。 能源的分类与转化 你知道我们日常使用的电能，是如何得来的吗？ 日常生活中使用的电能，主要来自其他形式能量的转换，包括水能、热能、原子能、风能、化学能及光能等，目前在我国火力发电仍居首位。 火电 74% 水电 19% 发电类型 所占百分比 火电 74% 水电 19% 核电 3% 风电 3% 其他 1% 图1 2015年我国电力生产构成图 能源的分类与转化 销售额 火电 水电 风电 核电 其他 0.74 0.19 0.03 0.03 0.01 火力发电中的能量转化（教材40页） 化学能 热能 机械能 电能 燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 【思考】火力发电有哪些弊端呢？ 火力发电 燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键，那么请同学们回忆一下氧化还原反应的本质是什么呢？ 氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程。 氧化还原反应中电子转移是否是真实存在的呢？我们能否通过实验来证明呢？ 请观察以下几个实验，记录实验现象，并推测产生现象的可能原因。 原电池 编号 操作 实验现象 原因 实验1 将锌片插入装有稀硫酸的烧杯中 实验2 将铜片插入装有稀硫酸的烧杯中 实验3 将铜片和锌片同时插入装有稀硫酸的烧杯中 实验4 将铜片和锌片用导线连接后插入装有稀硫酸的烧杯中 实验5 有气泡产生 无明显的现象 锌片表面有气泡产生，铜片表面无明显实验现象 Zn+2H+==Zn2++H2↑ 铜与稀硫酸不反应 Zn+2H+==Zn2++H2↑ 铜与稀硫酸不反应 锌片和铜片表面均有气泡产生 电子在导线上定向移动，H+在铜片一侧得电子生成了H2 在装置4中连接电流表 电流表指针发生偏转 电子在导线上定向移动，形成了电流 原电池 【思考】电流表的指针发生了偏转，证明确实有电流产生，电能不会无缘无故的产生，那么电能是从哪里来的呢？ 锌与稀硫酸具有的化学能因发生氧化还原反应，通过该装置转化为了电能 定义： 将化学能转化为电能的装置称为原电池。 原电池 9 物理学认为，在一个电源的闭合回路中，产生电流的原因是电源给用电器提供了电势差。 原电池 原电池之所以能给用电器（电流表）提供电势差，是由于两个电极上有得失电子能力不同的物质——锌和氢离子；当形成闭合回路时，便会产生电流。 负极，流出电子（电势较低） 正极，流入电子（电势较高） 原电池 （Zn）负极： 失去电子，发生氧化反应 （Cu）正极：得到电子，发生还原反应 2H+ +Zn === Zn2+ +H2↑ 总反应： Zn - 2e- === Zn2+ 2H+ + 2e- === H2↑ 【思考】通过初中的学习，我们知道只有闭合电路才能形成电流，请你分析原电池的闭合电路是如何形成的？ 导线：电子导体 电解质：离子导体 电极材料：导电固体 原电池 【思考】通过前面分析，我们知道电子从负极流出，在导线上定向移动流向正极，形成了电流，那么离子在溶液中又是如何迁移的呢？ 工作原理 （反应方程式） 负极（Zn）   正极（Cu）   总反应离子方程式： 。 电子移动方向 由 极经导线流向 极（电流方向相反）。 离子移动方向 阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。 Zn - 2e- === Zn2+ 2H+ + 2e- === H2↑ Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑ 负 正 正 负 原电池 13 问题1：若将铜片换做石墨棒，能否产生电流？电极反应有无变化？ 问题探究 问题2：若将稀硫酸换作硫酸铜溶液，能否产生电流？电极反应有何不同？ 问题3：若将稀硫酸换作酒精，能否产生电流？ 原电池 14 原电池 构成 两个电极 电子导体 电极反应物 导线 传导电荷的电解质 导电的固体 在两极上自发进行氧化还原反应 闭合回路 离子导体 原电池 简易电池的设计与制作 【目的】 根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的构成要素。 【用品】 水果（番茄，苹果，柠檬，香蕉），铜片，锌片，镁条，碳棒，电流表，导线。 【思考】 你能设计出哪些原电池？画出装置简图，并思考水果电池中，水果的作用是什么？ 原电池 自发的氧化还原反应 原电池 氧化反应和还原反应分开进行 形成闭合回路 还原剂 氧化剂 ＋ == 氧化产物 ＋ 还原产物 （失电子） （得电子） 负极反应物 负极材料 正极反应物 正极材料 负极 正极 电子导体 离子导体 原电池 【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是（ ） A．CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2 C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑ D．HNO3 + NaOH === NaNO3 + H2O 课堂练习 【例2】下列装置能构成原电池的是________ 知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~ 课堂练习 【例3】 下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下： ① Zn为正极，Cu为负极；② H+ 向负极移动；③ 电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu； ④ Cu极上有H2产生；⑤ 若有1 mol电子流过导线，则产生0.5 mol H2； ⑥正极的电极反应式为Zn - 2e- === Zn2+。描述合理的是（ ） A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~ 课堂练习 根据原电池的原理，人们研制出很多结构和性质各异的化学电池，以满足不同的用电需求，如锌锰干电池，铅酸蓄电池等传统电池，各种高效安全的环保电池不断涌现，其中锂离子电池和燃料电池发展较快。 发展中的化学电源 发展中的化学电源 原电池的研发永远在路上，化学电源的发展也是人类社会发展的一个缩影，这到底是一条怎样漫长而曲折的道路，下一节课我们继续探讨！ 发展中的化学电源 化学电池 原电池 工作原理 构成 设计 电极 离子导体（电解质溶液） 电子导体（导线） 自发氧化还原反应 找电极材料、找电解质溶液、形成闭合回路 知识小结 电能是怎么来的？ 其它形式的能量间接转化为电能 化学能能否直接转化为电能 原电池 工作原理 构成 设计原电池 发展中的化学电源 火力发电 电子定向移动 离子定向迁移 宏观： 物质变化 能量转化 微观：电子转移 新能源的开发和利用 科学态度 社会责任 科学探究 创新意识 宏观辨识 微观探析 原电池 EDUCATION 2 0 2 4 26 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$