6.1.4 化学能与电能 课件-2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

第4课时 化学能与电能 学习目标 1. 了解化学能转化为电能的一般路径。 2. 理解并掌握原电池的工作原理。 3. 学会书写简单的电极反应方程式。 我们日常使用的电能主要来自火力发电。你知道如何转化的吗？ 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 任务一、阅读教材，了解传统的发电方式，并思考传统的发电途径有哪些优缺点 直接？ 1、煤炭不可再生，会造成能源危机 2、污染环境 3、能量多步转化，损耗大，利用率低 缺点 其中能量转换的关键环节是______(氧化还原反应)。 燃烧 化学能 燃料燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 化学能 电 能 ❓ 电流产生的原因： 电子定向移动 氧化还原反应 还原剂:失e- 氧化剂:得e- 定向迁移 转移e- 电子转移发生在氧化还原反应中 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 任务二、实验探究，寻找化学能转变成电能的装置及其转化原理 稀H2SO4 锌片溶解表面产生气泡，铜片表面无变化 现象： Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑ 2e- 该装置能量主要转化形式 化学能→______ 热能 这个装置中存在电子转移，为什么化学能转变成热能呢？ 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 实验一 Zn Cu 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 任务二、实验探究，寻找化学能转变成电能的装置及其转化原理 Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ e- SO42－ SO42－ SO42－ H2SO4溶液 e- e- e- e- e- e- e- Zn2+ Zn2+ 微观探析 H＋ Zn H＋ Cu H＋ Zn2+ Zn2+ Zn2+ H＋ 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 任务二、实验探究，了解化学能转变成电能的装置及其转化原理 稀H2SO4 锌片溶解表面产生气泡，铜片表面无变化 现象： Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑ 2e- 得失电子场所 得失电子均在锌片表面 该装置能量主要转化形式 化学能→______ 热能 电子未发生定向移动 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 实验一 Zn Cu 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 任务二、实验探究，寻找化学能转变成电能的装置及其转化原理 稀H2SO4 锌片溶解，铜片表面产生气泡 现象1： Zn -2e- ==Zn2+ 2H++2e- == H2↑ Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑ A 现象2： 电流表指针，向铜一侧偏转 该装置能量主要转化形式 化学能→电能 得失电子场所 锌片表面失电子，铜片表面得电子 电子发生定向移动 实验二 将锌片与铜片用导线连接，并装上电流表 Zn Cu 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 本质：自发的氧化还原反应，且氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行； 构成要素： （1）自发进行的氧化还原反应 （2）形成闭合回路 （3）活泼性不同的电极材料 （4）电解质溶液 【概念学习】什么是原电池？其本质是什么？ 将 能转化为 能的装置。 化学 电 任务二、实验探究，寻找化学能转变成电能的装置及其转化原理 A Zn Cu SO42－ H+ H+ 活动元一：理论分析——化学能转变成电能的本质 【回归教材】回归教材P36，尝试分析原电池工作原理 结合课本图6-7分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么？（说明其移动方向） Zn2+ e- SO42－ SO42－ e- Zn - 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2↑ 氧化反应 还原反应 e- e- e- e- e- e- e- 失电子 锌片发生溶解 得电子 产生氢气 微观探析 Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ 电势低 电势高 导线和铜片起到了传递电子的作用， 电子在导线中定向移动，形成了电流。 外电路： 电子由负极经导线流向正极 负极 正极 内电路： 阳离子 → 正极 阴离子 → 负极 Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑ 较活泼 较不活泼 SO42－ SO42－ SO42－ A H＋ Zn H＋ Cu H＋ Zn2+ Zn2+ Zn2+ H＋ 小结：原电池正、负极的判断 1、活泼金属 4、发生氧化反应 3、失去电子 负极 1、较不活泼金属 3、发生还原反应 3、得到电子 正极 5、阴离子流入 6、电子流出 2、电极材料溶解 2、产生气泡/质量增加 4、阳离子流入 5、电子流入 活动性不同的电极 有自发的氧化还原反应 有电解质溶液 必须形成闭合回路 两极一液成回路 并氧化还原反应 Zn Cu 稀硫酸 Zn Zn 稀硫酸 Ag Cu 稀硫酸 Zn 石墨 稀硫酸 学习评价 某装置如图所示。 (1) 这个装置是否形成原电池？ (2) 反应的本质是：　　　　　　    (3) 锌作　　　　(填“正极”或“负极”)， 溶液中的Ag+向　　　　 　  　(填“锌”或“银”)电极方向移动。  (4) 正极的现象是　　　　　　   　　　　　　 银棒变粗 Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag 硝酸银溶液 - + 负极 银 学习评价 Zn Ag 活动元二：原电池工作原理的应用 任务一、依据原电池正负极的特点，完成以下问题 原电池工作原理的应用一： 判断金属的活泼性 一般原电池中，活泼的金属做负极，发生氧化反应，不活泼的金属做正极，发生还原反应。 把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。对比两极材料的活动性。（填> 、<） 若A、B相连时，A为负极； A B C、D相连时，D上有气泡逸出； C D A、C相连时，A极减轻； A C B、D相连时，B为正极。 B D > < > > 【基础练习】 活动元二：原电池工作原理的应用 任务二、结合原电池的工作原理，思考并完成以下问题。 原电池工作原理的应用二：改变化学反应的速率 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，是反应速率增大。 活动元三：了解能源及其利用 了解生活中电的来源，以及能量转换形式。 火力发电 水力发电 风力发电 太阳能发电 核能发电 电池供电 （1）反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 （2）电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。 （3）离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 （4）电流方向：正极→导线→负极。 （5）应用：判断金属的活泼性；改变化学反应速率。 课堂小结 $$