6.1.2化学反应与电能 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 课时2 化学反应与电能 我们的生活很难离开电 2001年 2015年 2018年 2018年，中国发电总量占比世界发电总量的1/4；近阶段，火力发电仍然是中国发电的主要组成。 近几年中国发电总量构成对比 火力发电的原理 化学能 热能 机械能 电能 化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。 其中能量转换的关键环节是燃烧（氧化还原反应） 火力发电的弊端： 1.煤炭是不可再生资源，会造成能源危机。 2.煤炭燃烧会产生污染性气体。 3.转换环节多，能量损耗大，能量的利用率低。 探究原电池工作原理 观察锌片和铜片上现象和差别？ 观察锌片和铜片上有何现象？ 推测原因 观察电流表上有何现象？ 注意电流表指针偏转方向 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象 锌片 铜片 稀硫酸 有气泡产生 无明显现象 锌是活泼金属能与稀硫酸反应产生氢气，铜不能与稀硫酸反应 锌片： 铜片： 实验现象： 实验结论： Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑ 离子方程式： 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 稀硫酸 锌片 铜片 锌片： 铜片： 有气泡产生 不断溶解 稀硫酸 锌片 铜片 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 锌片： 铜片： 指针发生偏转 不断溶解 有气泡产生 有电流产生，装置中化学能转化为电能 实验现象： 实验结论： 实验分析： 溶液中的H+在铜片表面获得电子发生还原反应产生H2，从铜片上放出。 电流表： 原电池工作原理 定义：将__________转变成________的装置叫做原电池。 化学能 电能 A Zn Cu SO42－ H+ H+ 正极 负极 e－ 本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。 锌片： 铜片： 负 极 正 极 Zn－2e－ = Zn2+ 2H+＋2e－ = H2↑ (氧化反应) (还原反应) 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 原电池工作原理 稀硫酸 锌片 铜片 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 发生溶解 2H++2e－=H2↑ 还原反应 正极 产生气泡 外电路 内电路 负极 沿导线 正极 正极 沿导线 负极 电子流向： 电流方向： 阳离子 正极 阴离子 负极 原电池总反应：_____________________ 注意：电子不下水，离子不上岸 Zn+2H+＝Zn2++H2↑ 原电池工作原理 (4) 有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(溶液或者熔融) (3) 两个电极用导线相连并插入电解液形成闭合回路 原电池的构成条件 口诀：两极一液一线一反应 原电池工作原理 随堂检测 × √ √ × × × 下列装置是否可以构成原电池？ 原电池工作原理 原电池正负极的判断 比较金属活泼性 ① 方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。 ② 常见规律：电极质量减少，作负极，较活泼。有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼 有没有特例？ Al—Mg—NaOH Al—Cu—稀HNO3 原电池原理的应用 加快反应速率 设计原电池 保护金属材料 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。 船体镶锌块 写出电极反应 选择电极材料及电解质溶液 画出装置图 原电池原理的应用 随堂检测 有A、B、C、D四块未知金属片，欲判断其金属活动性顺序，进行如下实验，根据电流表指针偏转方向，可以获知： ①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极； ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C； ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡； ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。 据此，判断四种金属的活动性顺序是（ ） A．A>B>C>D B．C>A>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A C 随堂检测 一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu，该反应的的原电池正确组合是（ ） C A B C D 正极 Zn Cu Cu Fe 负极 Cu Zn Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl 随堂检测 如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。关于该装置的说法中，正确的是( ) A. a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B. 碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大 C. 导线上有电流，电流方向a→b D. 反应后a极质量减小 D 发展中的化学电源 锌锰干电池（一次电池，不可充电） 普通锌锰干电池、锌银电池（钮扣电池）等 正极： 负极： 电解质溶液： 锌筒 MnO2 KOH Zn－2e－ + 2OH－ = Zn(OH) 2 2MnO2＋2e－＋2H2 O = 2MnO(OH) + 2OH－ 铅酸蓄电池（二次电池，又叫可充电电池） 正极： 负极： 电解质溶液： 铅(Pb) 二氧化铅(PbO2) 稀硫酸 Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 总反应：Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 A Pt (-) Pt (+) 正极室 负极室 隔膜 电解质溶液 H2 O2 酸性电解质 碱性电解质 负极反应 正极反应 总反应 2H2 + O2 ＝ 2H2O 2H2－4e-＝ 4H+ O2 ＋4H+ ＋4e-＝ 2H2O 2H2＋4OH-－4e-＝ 4H2O O2＋2H2O＋4e- ＝ 4OH- 燃料电池是一种将燃料（如H2、CH4、乙醇）和氧化剂（如O2）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到 80% 以上。 燃料电池 随堂检测 在下图所示装置中，电流表指针发生偏转，同时①逐渐变粗，②逐渐变细，③为电解质溶液，则①②③应是(　　) A.①是Zn，②是Cu，③为稀硫酸 B．①是Cu，②是Zn，③为稀硫酸 C．①是Fe，②是Ag，③为稀AgNO3溶液 D．①是Ag，②是Fe，③为稀AgNO3溶液 D 随堂检测 某兴趣小组的同学设计如图所示装置对原电池的原理进行探究。下列叙述错误的是(　　) A．a和b不相连时，锌片上有气体生成，该装置不能构成原电池 B．a和b用导线连接时，铜片为正极，发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ C．a和b用导线连接时，电子由Zn经导线流向Cu，再经稀硫酸流回Zn D．无论a和b是否连接，稀硫酸均参与反应 C 随堂检测 下列关于下图所示原电池的叙述正确的是(　　) A.铜片是正极，电极上发生氧化反应 B．铜片质量逐渐减少 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜离子移向铜片，被还原 D Lavf59.14.100 Lavf59.14.100 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 Lavf59.14.100 $$