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

化学反应与电能 第1课时 原电池 第六章 化学反应与能量 盐水小汽车 石墨 镁片 食盐水 电的主要来源 2015年我国发电总量构成图 火力发电原理: 化学能 热能 机械能 电能 燃料燃烧 发电机 蒸汽轮机 能量转换： 化石燃料 燃烧发生氧化还原反应 ，使化学能→热能 直接？ 氧化剂与还原剂之间发生电子的转移 本质 任务一：实验探究 【实验6-3】 原电池实验 （1）将锌片、铜片插入盛稀硫酸的烧杯中，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间串联一个电流表G，观察电流表指针是否偏转。 H2SO4 稀硫酸 Cu Zn A 序号 实验步骤 实验装置 现象 结论或解释 Ⅰ 将锌片、铜片插入 盛稀硫酸的烧杯中，观察现象。 Ⅱ 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 Ⅲ 用导线在锌片和铜片间串联一个电流表G ，观察电流表指针是否偏转。 电流计指针偏转 锌片溶解， 表面有气泡， 铜片表面没有气泡 锌片溶解、 铜片(锌片)表面都有气泡 Zn+2H+ = Zn2++H2↑ 铜与稀硫酸不反应 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 任务一：实验探究 ? ? 1.概念： 将化学能直接转化为电能的装置 化学能 电能 氧化还原反应 2.本质： 自发的氧化还原反应 思考：原电池由哪些部分组成呢？ 电极 回路 电解质溶液 原电池 任务二：探究原电池的工作原理 锌电极为负极，发生溶解 失去电子 发生氧化反应： Zn – 2e- = Zn2+ Zn Cu e- 铜电极为正极， 产生气泡 得到电子 发生还原反应： 2H+ + 2e- = H2↑ 稀H2SO4 H+ H+ SO42- 外电路： 电流：正极→ 沿导线 →负极 电子：负极→沿导线→正极 内电路： 阳离子→正极（正向正） 阴离子→负极（负向负） “电子不下水 离子不上岸” 总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ I I Zn2+ 正极材料一般不参与反应，起传导电子的作用 电极 回路 电解质溶液 【思考】若改变原电池中的一部分，那么它还是原电池吗？ 任务三：探究原电池的构成条件 1 改变电极材料 一般需要两种活动性不同的金属（或一种金属与一种非金属导体）做电极 Zn C Zn Zn √ ╳ 8 任务三：探究原电池的构成条件 2 改变溶液 酒精 Zn Cu 电解质溶液或熔融的电解质提供可自由移动的带电粒子 3 4 改变线路 改变反应 A Zn Cu 稀H2SO4 ╳ ╳ 形成闭合回路 H2SO4 Cu C CuSO4 Fe Ag ╳ √ 自发进行的氧化还原反应 9 原电池的构成条件 一液 ——电解质溶液或熔融电解质 一反应 ——能自发进行的氧化还原反应 一回路 ——形成闭合回路 两极 ——两种活泼性不同的电极 任务三：探究原电池的构成条件 一般如：金属与金属、金属与非金属（如石墨） 口诀 两极一液一连环 负极氧化正极还 1. 下列叙述正确的是（ ） ①原电池是把化学能转化成电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 ③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池 ④碳棒不能用来作原电池的正极 ⑤反应Cu＋2Ag＋= Cu2＋＋2Ag可以自发进行 A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤ A 学习评价1：概念辨析 H2SO4 (aq) 负极( ): . 正极( ): . 总反应式: . 2. 请判断正负极，写出电极反应式和总反应式。 Ag Fe I e- Fe Ag Fe－2e - = Fe2+ 2H++2e - = H2↑ Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ 学习评价1：概念辨析 负极：还原剂 - ne- ＝ 氧化产物 正极：氧化剂 + ne- ＝ 还原产物 正极材料一般不参与反应，起传导电子的作用 电极材料 反应类型 电子流向 电极现象 离子移向 负极 正极 一般较活泼金属 较不活泼金属或 能导电的非金属 氧化反应 还原反应 电子流出 电子流入 e- 不断溶解 质量减小 电极增重或 有气体产生 阴离子移向 阳离子移向 Cu Zn 稀H2SO4 任务四：原电池正负极的判断方法 存在反例，如Mg-Al-NaOH电池和Fe-Cu-浓HNO3电池。 3. 如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(　 　) C A.B极为原电池的正极 B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应 学习评价2：模型应用-基础练习 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。 例：实验室制H2时，由于锌太纯，反应较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率或使用粗锌，这是什么原因呢？ 锌可以和CuSO4反应置换出铜，从而构成了铜锌原电池，加快了反应速率。 加快氧化还原反应的速率 1 任务五：原电池原理的应用 原电池中，一般活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属为正极。 比较金属活动性的强弱 2 锌片不纯 例1.下列现象中，不是由于原电池反应造成的是（ ） A．含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快 B．金属在潮湿的空气中易腐蚀 C．纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率 D．纯银器表面变黑 D 任务五：原电池原理的应用 例2．有a、b、c、d四种金属电极，根据实验装置及部分实验现象判断这四种金属的活动性最强的是（ ） ①a极质量减少，b极表面出现红色物质 ②b极有气泡产生，c极无明显变化 ③电子从c流向d A．a B．b C．c D．d A 例3. 利用反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计一个原电池，下列装置示意图正确的是（ ） C 设计原电池 3 任务五：原电池原理的应用 4. 请判断以下原电池的负极是哪一极？ 稀硫酸 Al Mg A 氢氧化钠 Al Mg A 稀硝酸 Fe Cu A 浓硝酸 Fe Cu A 任务五：原电池原理的应用 $$