6.1.2化学反应与能量变化 化学能与电能 课件 2023-2024学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

化学能与电能 学习目标 1.理解化学能与电能的转化关系、化学电池的工作原理。 2.掌握原电池的构成条件，会写简单的电极反应。 自学指导 看课本P39---42上边的内容，思考下列问题，并在课本上划出答案并背会，6分钟后进行提问并检测。 1.什么是一次能源？什么是二次能源？ 2.火力发电过程中化学能是怎样转化为电能？ 3.将化学能直接转化成电能的装置是什么？ 4.原电池的工作原理是什么？ 5.总结原电池的构成条件 6.怎样判断原电池的正负极 病 例 分 析 能源 一次能源：直接从自然界取得的 能源。 水能 风能 石油 天然气 原煤 二次能源：一次能源经过加工、 转换得到的能源。 蒸汽 电能 火力发电 核电站 水力发电 风力发电 1、火力发电原理及过程 燃烧 蒸汽 发电机 一、化学能与电能的相互转化 化学能 热能 机械能 电能 关键——燃烧(氧化还原反应)。 火力发电的弊端 ①煤属于不可再生资源，资源有限，用煤发电会造成资源的浪费。 ②煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、粉尘等)，污染环境。 ③能量经过多次转化，每个环节都有能耗，能量利用率低。 一、原电池 1.定义：把化学能转变为电能的装置. 化学能　　 电能 直接 ? 电子的转移 氧化还原反应 电流 【实验6-3】 (1)将锌片和铜片插入到稀H2SO4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)如图6-6所示，用导线在锌片和铜片中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转? 锌片上有气泡，铜片上没有气泡 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑ A [实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解， [实验结论]：导线中有电流通过 电流表的指针发生偏转。 1、原电池的两极 负极：电子流出的一极， 正极：电子流入的一极， Cu Zn 稀硫酸 Zn2+ H+ H+ 电流计 A H2 e- 活泼金属 不活泼金属（或石墨） I(电流)方向 电子方向 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池 H2SO4溶液 失e-,沿导线传递，有电流产生 还原反应 2H++2e-=H2↑ SO42- H+ 总反应： Zn Cu 2H++2e- = H2↑ Zn－2e- = Zn2+ Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (离子方程式） （化学方程式） 电极反应 正 极： 负 极： （氧化反应） （还原反应） 2 原电池工作原理： 负极 正极 锌片不断溶解 铜上有气泡产生 外电路 内电路 如何判定装置的正、负极？ 负极：1.电子流出的一极 2.发生氧化反应3.活泼性较强的金属4.溶解的一极5.阴离子移向的一极 正极：1.电子流入的一极 2.发生还原反应3.活泼性较弱的金属4.增重或有气泡放出一极5.阳离子移向的一极 负极 正极 e- e- e- 电子不下水，离子不上岸 构成原电池的条件 形成条件一： 通常用活泼性不同的两种材料作电极 第一组实验 1 3 2 探究实验 形成条件二：两极之间填充电解质溶液； 第二组实验 盐酸 4 5 第三组实验 形成条件三：必须形成闭合回路 6 形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应 7 小结：原电池形成条件 ① 两种活泼性不同的金属作电极（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）； ② 电解质溶液 酒精、蔗糖、四氯化碳不是电解质 ③ 形成闭合回路 ④ 能自发地发生氧化还原反应（本质） 如： Al / NaOH / Mg 原电池 ： 是Al作负极 两极一液一连线 3 原电池化学反应本质： 氧化还原反应 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极） 你能为她开一个药方吗？ 1,Zn—Zn与稀硫酸进行实验. 2,Zn—石墨与稀硫酸进行实验. 3,Fe—Zn与稀硫酸进行实验. 4,Cu—Zn与乙醇进行实验. 5,Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验. 6,Cu—Zn与两个西红柿进行实验. 7,Cu—Zn与橙汁进行实验. 以上组合可以组成原电池 2,3,5,7 2 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为： ( ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a B 3、在用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是( ) A、锌片是正极,铜片上有气泡产生 B、电流方向是从 锌片流向铜片 C、溶液中硫酸的物质的量减小 D、电解液的PH保持不变 C 4、一个原电池的总反应的离子方程式Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电池的组成正确的是（ ） A B C D 正极 Zn Ag Cu Cu 负极 Cu Cu Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2 Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 化合价升高失2e- 化合价降低得2e- 电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。 电极反应式： 负极：Cu–2e-=Cu2+ 正极：2Ag+ +2e-=2Ag 电解液： AgNO3 1.将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应， 分别作为原电池的负极和正极反应式 2.确定电极材料 3.确定电解质溶液 4.构成闭合回路 原电池的应用 一、设计原电池 4、一个原电池的总反应的离子方程式Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电池的组成正确的是（ ） A B C D 正极 Zn Ag Cu Cu 负极 Cu Cu Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2 c 5 请根据反应: 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 设计原电池，你有哪些可行方案? Fe-Cu FeCl3 Fe-C Fe(NO3)3 Fe-Ag Fe2(SO4)3 二、加快氧化还原反应的进行 如实验室制备H2，下列两种方法都可以加快反应进行 1、用粗锌 2、向稀硫酸溶液中滴加硫酸铜溶液 三、比较金属的活动性 $$