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 第1节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应与电能 电的重要性 电灯 智能手机 充电公交汽车 家用电器 生活供电 我们的生活很难离开电力 那么电是从哪里来的呢？ 了解电的来源 火力发电 核能发电 水力发电 风力发电 太阳能发电 我们日常使用的电能主要来自火力发电。 直接？ 电能 发电机 热能 机械能 （涡轮机） 燃烧 蒸汽 化学能 （燃料） 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.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低 煤炭发电存在的问题？ 优点：煤炭我国资源丰富，廉价方便；快捷方便。 火力发电：化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。 一、火力发电 能量的转化效率并不是100% 转化次数越多能量损失越多 火力发电的化学深层本质分析 燃烧 氧化还原反应 氧化剂与还原剂之间发生电子的转移 火力发电 将化学能经一系列能量转化为电能 旧键断裂和新键形成、体系能量变化 过程 关键 本质 本质 引起 思考：如何将化学能直接转化为电能？ 1、电流是如何产生的 带电粒子的定向移动形成电流 物理上规定：电流的方向，是正电荷定向运动的方向电流运动方向与电子运动方向相反。 回忆相关概念 2、氧化还原反应的定义 有电子转移的反应。失去电子的反应是氧化反应，得到电子的反应是还原反应。氧化反应和还原反应同时发生，缺一不可 现实社会，把卖货和买货分开就可形成物流，如果能把氧化反应和还原反应分开进行不就得到了电流吗？ 卖 家 买 家 物 流 在氧化还原反应中，氧化反应和还原反应能够分开进行吗？ 思考： 写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析 Zn+2H+=Zn2++H2 ↑ 2e- 什么方法可使Zn与H+分开，从而让电子定向移动呢？ 课堂探究 课堂探究 实验一 锌片表面有气泡， 铜片无明显变化 放热 原因是与金属活动性顺序有关。 实验二 铜表面出现大量气泡，锌表面也有气泡。 实验三 铜片上：有气泡 锌片上：逐渐溶解 电流表：指针偏转 电流表指针发生偏转，说明导线中有电流产生 装置中有电流产生 化学能转化为电能 二、原电池的基本概念 1．定义：原电池是将化学能转化为电能的装置。 2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。 3．电极：（1）负极：电子流出的一极 ________电子，发生________反应； （2）正极：电子流进入的一极 ________电子，发生________反应。 失去 氧化 得到 还原 问：电子能不能在溶液中自由移动？导线和溶液中的导电微粒相同吗？原电池的工作原理又是怎么样的？ 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↑ 4、工作原理 迁移应用 电极反应： 负极：Zn - 2e- =Zn2+ 正极：Cu2+ + 2e- =Cu 总反应： Zn + Cu2+ =Cu + Zn2+ 判断正负极，标出电子和离子移动方向，写出电极反应式和总反应式 Cu2+ e- 序号 ⑫ ⑬ 实验 装置 能否 构成原电池 构成原电池 的条件 能 不能 1、自发进行的氧化还原反应 2、反应实质：一般 原电池的负极和电解质溶液发生氧化反应 Cu 5、原电池的形成条件 如何构成原电池？ 序号 ① ② ③ ④ 实验 装置 能否 构成原电池 构成原电池 的条件 能 2个电极：活动性不同的2种金属 或 金属+能导电的非金属 能 不能 能 序号 ⑤ ⑥ ⑦ 实验 装置 　　　　　　　 能否 构成原电池 构成原电池 的条件 能 电极必须插在电解质溶液中或熔融电解质中 能 不能 序号 ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ 实验 装置 能否 构成原电池 构成原电池 的条件 不能 两极用导线连接形成闭合回路 能 能 不能 原电池的构成要素 核心灵魂：自发的氧化还原反应 躯壳装置： ①两个电极做正负极（金属与金属、金属与非金属） ②电解质 (溶液或者熔融) ③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 负极：活动性较强的金属作负极，失电子，发生氧化反应 正极：活动性较弱的金属或能导电的非金属（如：石墨）作正极，得电子，发生还原反应。 原电池正负极的判断方法 电极材料 反应类型 电子流向 电极现象 离子移向 负极 正极 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 三、原电池原理的应用 1.比较金属活泼性 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。 Al—Zn—NaOH Al—Cu—浓HNO3 一般规律：电极质量较少，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。 问：有没有特例？ 2.加快反应速率 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，使反应加快。 实验室制H2时，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 3.设计原电池 a.定: 确定氧化还原反应 b.拆：将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应 c.找：选择电极材料及电解质溶液 d.画：画出装置图 请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe2+设计原电池 （负极）Fe 课堂小结 导线 电解质溶液 负极材料 正极材料 电流方向 阳离子方向 阴离子方向 电子方向 自发的氧化还原反应 发生氧化反应 失去电子 发生还原反应 得到电子 传导电子 传导离子 四、简易电池的设计与制作 【课后思考】 水果电池中，水果的作用是什么？ 什么因素会影响水果电池的电流大小？ （如：水果大小，水果种类，电极插入深度，电极之间的距离等） 3.电极材料的选择需要注意什么问题？ （如：锌-锌电极，铜-铜电极能否构成原电池） 探究【P37】 作业布置： 1.完成本课时作业 2.预习化学电池 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.37 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.31 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.1 Lavf59.27.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.22 $$