6.1.2 化学反应与电能 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第一节 化学反应与能量变化 6.1.2 化学反应与电能 第六章 化学反应与能量 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 学习目标 1、知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的工作原理和构成条件 2、会判断原电池的正极、负极。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1、如果说学会用火让人类告别了饮毛茹血走上了食物链金字塔，那么对电能的使用让人类世界迈入了科技时代飞速发展，那么我们早已习以为常的电能是如何获得了？ 思考 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 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 目前为止，我们日常使用的电能主要来自火力发电，其次来自水力发电 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 一、火力发电 火力发电模拟动画 —化学能间接转化为电能 我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 火力发电(火电)是通过化石燃料(如：煤、石油、天然气)燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。 火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。 2、能量转换过程 化学能 热能 燃烧 蒸汽 机械能 发电机 电能 1、火力发电的原理 化石燃料 加热水 燃烧 汽化 蒸汽 推动 蒸汽轮机 发电机发电 带动 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (1)优点： ①我国煤炭资源丰富； ②电能清洁、安全，又快捷方便 (2)缺点： ①排出大量的温室气体CO2； ②有些废气可能导致酸雨，如：SO2；③消耗大量的不可再生能源； ④经多次转换，能量损耗大，烟 燃料的利用率低。 ⑤产生大量的废渣、废水 2、火力发电的优缺点 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ？ 2、能否找到一种装置将化学能直接转化为电能呢？ 化石燃料燃烧 推动蒸汽机 加热水蒸气 带动发电机 化 学 能 热 能 机 械 能 电 能 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 3、如何将化学能直接转变为电能了？ ①电流是怎样产生的？②什么反应中有电子的(定向)转移？ 电(离)子定向移动 氧化还原反应 ③写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析电子转移情况。 Zn +H2SO4=ZnSO4+H2 ↑ 2e- 电子转移 氧化还原反应(化学能) 电流 定向转移 能量方式转换 电能 思考 化学能直接转变为电能需要氧化还原反应 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【实验6-3】(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中,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)如图6-6所示，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。 二、原电池 —化学能直接转化为电能 1、实验探究 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 实验装置 实验现象 实验结论 Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 Cu A 锌片：逐渐溶解，有气泡产生； 铜片：无明显现象 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生 电流表：指针发生偏转 Zn 稀H2SO4 Cu 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸发生反应，铜片上产生H2 物质在发生化学反应的同时产生了电流，即化学能转化为电能 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 4、铜片上产生的是什么气体?可如何检验? 5、溶液中H+得到的电子是从哪里来? 6、Zn失去的电子如何传到了铜片上? 思考 氢气 Zn失去的电子 外接导线 A Zn Cu SO42－ H+ H+ e－ 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 实验操作 实验现象 原因解释 (1) Zn片：______________ _____________ Cu片：_______ 反应的离子方程式：__________ ______________ Cu片表面无明显变化的原因： ________________________________________________________ 锌片溶解，表面 产生无色气泡 无变化 Zn＋2H＋ =Zn2＋＋H2↑ 铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 实验操作 实验现象 原因解释 (2) Zn片：___________ Cu片：_______________ 锌片溶解 锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生 表面产生无色气泡 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (3) Zn片是否溶解：_____ Cu片上是否有气泡：_______ 电流表A指针_____ 电流表指针偏转说明：_________ _____ Cu片上有气泡说明：__________ __________________________________________________________ 溶解 有气泡 偏转 导线中有 电流 溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出 原电池 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 将化学能直接转化为电能的装置叫原电池；原电池的反应本质是自发的氧化还原反应； 【注意】只有氧化还原反应才可能被设计成原电池；非氧化还原反应不能 2、原电池定义和本质 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 负极(失电子) 氧化反应 Zn－2e－=Zn2＋ 正极(得电子) 还原反应 2H＋＋2e－=H2↑ 原电池总反应式： 。 能量转化： 能转变为 能。 Zn+2H+=Zn2++H2↑ 化学 电 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ Zn－2e－=Zn2+ 2H++2e－=H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 阳离子 阴离子 SO42- 发生溶解 产生气泡 原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 电子流向：负极→沿导线→正极 电流方向：正极→沿导线→负极 外电路 内电路 阴离子→负极 阳离子→正极 外电路 内电路 e－ I 3、原电池工作原理 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 原电池反应的本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的电极上进行(或使氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行)。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master （以铜-锌-稀硫酸原电池为例） 电极 材料 电极 名称 电子 转移 电极反应式 反应 类型 锌 负极 _______ ______________ _____ _____ 铜 正极 _______ _______________ _____ _____ 电池反应的离子方程式 __________________ 失电子 Zn-2e-=Zn2+ 氧化 反应 得电子 2H++2e-=H2↑ 还原 反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑ 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 负极： 电子流出的一极(失电子) → 正极： 电子流入的一极(得电子) → 发生氧化反应 发生还原反应 电(离)子的流向【电子不下水，离子不上岸】 导线中：电子由负极经导线流向正极。 电解质溶液中：阳离子向正极定向移动, 阴离子向负极定向移动。 可简记为:阳正阴负[解释:阳(指阳离子)→正(指正极)、阴(指阴离子)→负(指负极)]。 4、原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1.下列关于右图所示装置的叙述，错误的是( ) A.锌是负极，其质量逐渐减小 B.氢离子在铜表面被还原，产生气泡 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.电子从锌片经导线流向铜片 C 【变式1】在Zn – Cu原电池中，发现Zn片上也有H2产生，你认为主要原因是什么？ 锌片不纯，若纯锌片不会产生氢气 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) Zn Cu 负极( ): . 正极( ): . 总反应式: . 负极( ): . 正极( ): . 总反应式: . 2、请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电极反应式和总反应式。 Fe Ag I e- e- I Fe Ag Fe－2e - = Fe2+ 2H++2e - = H2↑ Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ Zn Cu Zn－2e - = Zn2+ Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 序号 ① ② ③ 实验 装置 能否构成原电池 构成原电池的条件 能 能 不能 两个活泼性不同的电极；其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼； 如：金属与金属、金属与非金属 实验探究形成原电池的条件 负极：较活泼的金属；正极：较不活泼的金属、石墨等 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 序号 ④ ⑤ ⑥ 实验 装置 　　　　　　　 能否构成原电池 构成原电池的条件 能 能 不能 电极必须插在电解质溶液中 (溶液或者熔融) 实验探究形成原电池的条件 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 序号 ⑦ ⑧ ⑨ 实验 装置 　 能否构成原电池 构成 原电池 的条件 不能 能 能 两极相连形成闭合回路 (电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路,电极直接接触也行，比如⑨) 实验探究形成原电池的条件 Cu Zn H2SO4 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ①一反应：能自发进行的氧化还原反应(前提条件),一般是负极材料与电解质溶液发生反应 ②两极：活动性不同的两极(一般是较活泼金属作负极) 注意:可以是金属与金属，也可以是金属与导电非金属(石墨) ③一液：有电解质溶液(溶液或者熔融) ④一线：两极形成闭合回路(相连或接触) 两极一液一线一反应 5、组成原电池的条件 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 3、下列装置中能够组成原电池的是________(填序号)，其他不能构成原电池的试分别说明理由__________________________________ ③⑤ ①只有一个电极，②中两个电极的活泼性相同，④中为非电解质溶液，不能导电，⑥电解质溶液(内电路)未形成闭合回路 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 4、下列装置能形成原电池的是(　　) A．①②③⑦ B．①②⑤⑥ C．①②③④ D．①②③⑥⑦ A 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 7、请结合原电池工作原理思考，总结，归纳，判断电池正负极的方法有哪些？ 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ①根据电极材料判断 Zn Cu 稀硫酸 Zn Fe A 稀硫酸 C Zn Fe C A 稀硫酸 A 稀硫酸 A 负极: 较活泼的金属 正极: 较不活泼的金属或非金属导体 - + - + - + - + 6、原电池正负电极的判断方法 练习：判断下列原电池的正负极 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ③根据电子或电流流动方向判断(外电路) 电子从负极流出 沿导线 流入正极 电流从正极流出 沿导线 流入负极 ④根据离子的定向移动方向（内电路） 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 作还原剂、失电子、化合价升高的反应→氧化反应→负极 作氧化剂、得电子、化合价降低的反应→还原反应→正极 ②根据电极(总)反应判断 ⑤根据现象判断 电极不断溶解：负极 有气泡冒出、有固体析出、质量不变：正极 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【注意】原电池的正负极与电极材料、电解质溶液有关(某些情况下，活泼金属不一定作负极也可能作正极) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 5、根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题： (1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据____________________；铜电极的名称是________，溶液中的Cu2＋移向________(填“Cu”或“X”)电极 (2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据______________________；铜电极的名称是________，溶液中的Ag＋移向________(填“Cu”或“X”)电极。 (3)若X为Fe，Y为浓硝酸，则Cu为________(填电极名称)，铜电极可能观察到的现象是________________________________；X电极的名称是________________ 负极 锌的活泼性比铜强 正极 Cu 正极 铜的活泼性比银强 负极 X 负极 铜电极逐渐溶解，溶液变蓝 正极 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 $