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2课时 化学反应与电能 第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 课堂导入 电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。我们日常使用的电能主要来自火力发电。 化学能 热能 机械能 电能 燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 关键 燃烧(氧化还原反应) 课堂导入 化学能 热能 机械能 电能 燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 缺点 1、化石燃料属于不可再生资源，用其发电会造成资源浪费 2、化石燃料燃烧会产生大量污染性气体或粉尘，污染环境 3、能量多次转化，利用率低，损失大 能否直接转化？关键？ 一、原电池的构成与工作原理 【思考1】电流是怎样产生的？ 带电粒子的定向移动 【思考2】什么反应中有电子的转移？ 氧化还原反应 写出铁和稀盐酸反应的化学方程式并用单线桥分析电子转移情况。 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 2e- 电子转移 氧化还原反应 化学能 电能 电子的定向移动 原电池 【实验6-3】原电池实验 一、原电池的构成与工作原理 步骤1 步骤2 步骤3 现象：锌片逐渐溶解，周围有气泡产生；铜片无任何变化 结论：锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应 现象：锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生 结论：产生氢气的位置发生改变 现象：锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生，电流表指针 发生偏转 结论：有电流产生，该装置将化学能转化为电能 一、原电池的构成与工作原理 【思考1】铜片上产生了气体，是否说明Cu失电子给H+使其得电子？为什么？H+得到的电子是从哪里来？ 不是；铜的金属活动性位于氢之后，不能与稀硫酸反应。电子来自于锌片失电子。 【思考2】Zn失电子，可电子却到了铜片上，电子是从溶液传递还是导线传递？如何形成闭合回路呢？ 电子是从导线由锌片转移到铜片。溶液中阴离子（SO42-）由铜片区转移向锌片区，阳离子（H+）由锌片区转移向铜片区。 【思考3】结合物理学知识，由电子流向确定铜与锌电极的名称？从得失电子的角度，锌片与铜片上分别是哪种类型的反应？ 锌片为负极，铜片为正极。锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。 1、原电池工作原理 一、原电池的构成与工作原理 锌片溶解 Zn - 2e- = Zn2+ 发生氧化反应 负极：e- 流出 产生气泡 2H+ + 2e- = H2↑ 发生还原反应 正极：e- 流入 阴离子 阳离子 外电路 内电路 电子流向：负极→沿导线→正极 电流方向：正极→沿导线→负极 阳离子→正极；阴离子→负极 电子不下水，离子不上岸 总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ +H2↑ 2、原电池 一、原电池的构成与工作原理 定义：把化学能直接转化为电能的装置 本质：有自发的氧化还原反应 转化原理： ①反应本质没有变，如Zn + 2H+ = Zn2+ +H2↑ ②改变的是 氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行 中间有电势差 →形成电流 →产生电能 3、原电池的构成要素 一、原电池的构成与工作原理 构成条件1：能自发地进行氧化还原反应 原电池的本质 3、原电池的构成要素 一、原电池的构成与工作原理 构成条件2：活动性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等（能导电但不与电解质溶液反应） 3、原电池的构成要素 一、原电池的构成与工作原理 构成条件3：两电极浸在电解质溶液（或熔融电解质）中 3、原电池的构成要素 一、原电池的构成与工作原理 构成条件4：形成闭合回路 总结：两极一液一连环，负极氧化正极还原 √ 随堂演练 1、下列装置能形成原电池的是( ) A.①②③⑦ B.①②⑤⑥ C.①②③④ D.①②③⑥⑦ A 4、原电池正负极判断方法 一、原电池的构成与工作原理 判断依据 正极 负极 电极材料 较不活泼金属或非金属导体 活泼金属 电子流向 电子流入 电子流出 电流方向 电流流出 电流流入 电极反应 还原反应 氧化反应 电极现象 电极增重或产生气体 电极减轻 离子流向 阳离子流向 阴离子流向 随堂演练 2、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 1、增大氧化还原反应的速率 二、原电池工作原理的应用 原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的离子运动时相互干扰减小，使反应速率增大。 实例：Zn和稀硫酸反应时，滴入几滴CuSO4溶液，生成氢气的速率加快。 Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。 【习题】纯锌跟稀硫酸的反应速率很小，为了加快锌的溶解，增大放出氢气的速率，并且使产生氢气的量不变，当稀硫酸过量时，可向其中加入少量( ) A.CuSO4溶液 B.CuS固体 C.铜 D.镁条 C 随堂演练 3、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由小到大的顺序是( ) A. ①②③④ B. ④②①③ C. ③①②④ D. ②①③④ B 2、比较金属活动性强弱 二、原电池工作原理的应用 一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。 注意：还要考虑电解质溶液的特点。 稀硫酸 稀硫酸 浓硝酸 NaOH(aq) Mg作负极 Al作负极 Fe作负极 Cu作负极 随堂演练 4、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Fe，Y为浓硝酸，则X为________(填电极名称)，判断依据_______________________；铜电极的名称是________，可能观察到的现象是________________________________ 负极 锌比铜活泼 正极 Cu 正极 常温下铁在浓硝酸中钝化 负极 铜电极逐渐溶解，溶液变蓝 随堂演练 B A > B C > D A > C D > B 3、设计原电池 二、原电池工作原理的应用 ①定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 ②拆：将氧化还原反应拆为氧化反应+还原反应。 负极：还原剂 - ne- = 氧化产物； 正极：氧化剂 + ne- = 还原产物。 ③找：根据氧化还原反应 还原剂找负极、氧化剂找电解质溶液， 正极一般选择较不活泼金属或能导电的非金属。 ④画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑ Zn - 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2↑ Cu/C 稀硫酸 6、请利用氧化还原反应Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2，设计一个原电池，标出正负极，画出电子转移方向并写出电极反应。 Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 还原剂 负极材料 氧化剂 电解质溶液 正极材料 活泼性比铜弱的金属（如Pt）或石墨 负极：Cu - 2e- = Cu2+ 正极：2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ 随堂演练 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) $