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

该高中化学课件聚焦化学反应与电能，核心围绕原电池的原理、构成条件及应用展开。课堂从“无电生活”情境导入，分析火力发电流程及弊端，结合氧化还原反应中电子转移知识，引导学生探究化学能直接转化为电能的途径，搭建知识支架。 其亮点是以实验探究为核心，通过【实验6-3】铜锌原电池现象对比、“两极、一液、一回路、一反应”条件归纳培养科学思维，结合“格林太太假牙”情境、水果电池制作等实践活动提升科学探究与实践能力。既帮助学生深化理解，又为教师提供丰富教学资源，提升教学效果。

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 同学们，你们能想象一下没有电之后的生活吗？ 实际上没有电，我们将寸步难行。电的使用早已进入了我们生活的每一个角落。由于原料来源丰富，建厂占地面积小，成本和技术要求都比较低，所以火力发电目前在我国仍占总发电量的60%以上。那么，在火力发电过程中，化学能是如何转变成电能的？ 电力改变了我们的生活那么，电是怎么来的呢？ 火力发电 风力发电 水力发电 核能发电 火力发电 仍是我国电能的主要来源 能源的多样性 我国目前主要以火力发电为主。 2015年我国发电总量构成图 化学能 燃料燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 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。 直接？ 弊端 煤炭 ? 化学能　　 电能 直 接 想一想： 1.电流是怎样产生的？ 2.哪些化学反应中有电子的转移？ 任务一：探究化学能直接转化为电能的途径 带电粒子的定向移动 氧化还原反应 稀硫酸 Zn 思考： 什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？ 将Zn片插入到H2SO4溶液中，请你预测现象，并写出离子方程式并画出单线桥。 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 【实验6-3】 现 象 当锌片与铜片插入稀硫酸时，锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生； 当用导线将锌片和铜片相连后，铜片上有气泡产生；串联电流表后，电流表指针发生偏转，说明导线中有电流通过。 实验装置 现象 结论 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 锌片上有气泡， 铜片上无气泡 锌片逐渐溶解， 铜片表面有气泡 锌片逐渐溶解， 铜片表面有气泡， 电流表指针发生偏转 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铜与稀硫酸不反应 产生H2(还原反应)的位置发生了改变 有电流产生，装置中化学能转变为电能 　　Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子变成Zn2+进入溶液。电子经导线流向Cu片， 溶液中的H＋由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2 电子不下水 离子不上岸 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？ 【思考】 1、铜片没有参与反应，为什么铜片表面会产生氢气？ 3、结合物理学知识, 由电子流向确定铜锌电极的名称？Cu、Zn上的反应称为电极反应，从得失电子的角度分别是哪种类型的反应？ Zn极： Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应 Cu极： 2H+ +2e- = H2↑ 还原反应 负极 正极 总反应式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 原电池反应的本质是：氧化还原反应 1. 定义 2. 本质 物理电学上规定：正电荷定向流动的方向 为电流方向，从正极流向负极 3. 电极名称 负极：电子流出，失去电子，发生氧化反应； 正极：电子流入，得到电子，发生还原反应。 一、原电池 能把化学能转变为电能的装置，叫做原电池。 从能量转变看：原电池是将 能转变为 的装置。 从化学反应看，原电池的原理是 中 . 失去的电子经过导线传递给 ，使氧化还原反应分别在 上进行。 化学 电能 氧化还原反应 还原剂 氧化剂 两个电极 【思考】如何确定原电池的正负极？ 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 4.工作原理 电子不下水 离子不上岸 ？ 铜-锌-稀硫酸原电池中，铜换成石墨棒能不能产生电流？ 通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？ 5、原电池形成条件--- ①电极材料 实验装置 能否构成原电池 结论 能 能 能 不能 1、有两种活泼性不同的金属电极（或一种是非金属导体，如石墨） 2、负极：较活泼的金属； 正极：较不活泼的金属、惰性电极石墨、Pt等。 例外： Al / NaOH / Mg 原电池 ： 是Al作负极 Cu / HNO3 （浓） / Fe 原电池 ： 是Cu作负极 ②电解质溶液 实验装置 能否构成 原电池 结论 能 不能 能 电极材料均浸入的是电解质溶液（熔融的电解质也行） 实验装置 能否构成原电池 结论 能 不能 能 整个装置应构成闭合电路，导线连接，或直接接触，或形成合金等 ③闭合回路 稀硫酸 Zn Fe ④自发的氧化还原反应 实验装置 能否构成原电池 结论 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还原反应 总结：原电池的构成条件——“两极、一液、一回路、一反应” 注意:没有氧化还原反应,就不可能有原电池，换句话说常温下能自发进行的氧化还原反应,理论上都可以设计成原电池 A B C D E √ 练习1. 下列哪些装置能构成原电池？ √ F √ 稀硫酸 Zn Fe 稀硫酸 Ag Cu A 稀硫酸 Zn Cu √ Zn H2SO4溶液 G 练习2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)火力发电是将化学能间接转化为电能的过程。（ ） (2)HCl＋NaOH==NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。（ ） (3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。（ ） (4)原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。（ ） √ × × √ 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 稀硫酸 6.判断原电池正负极方法 21 (1)先判断正负极 Fe Cu CuSO4溶液 负极 正极 (2)写出原电池的总反应(负极与电解质溶液的反应) 总：Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu 负极：Fe －2e- == Fe2+ 正极：Cu2+ ＋ 2e- == Cu (3)将总反应拆分为两个电极反应 7、原电池中电极反应的书写 活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极； 不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。 负极： 正极： 明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的离子是否共存。 若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反应式。 再根据质量守恒和电荷守恒配平。 确保正、负极的得失电子相等后， 总反应式 = 负极反应式 + 正极反应式 还原剂—ne- = 氧化产物 氧化剂 + ne- = 还原产物 判断下面原电池的正负极，然后分别写出正负极的电极反应？ Mg Al 稀盐酸 (1)写出原电池的总反应(负极与电解质溶液的反应) 总：Mg + 2H+ == Mg2+ + H2↑ 负极：Mg －2e- == Mg2+ 正极：2H+ ＋ 2e- == H2↑ (2)将总反应拆分为两个电极反应 【练习1】 ①Al作____极, ②Cu作____极 电极反应式是： 负极 ___________________ 正极 ___________________ 总反应式_____________________ Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为稀硫酸 负 正 Al-3e-=Al3+ 2H++2e-=3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2 ↑ 【练习2】 Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为浓硝酸 ① Al作____极 ② Cu作____极 电极反应式是： 负极 ___________________ 正极 ___________________ 总反应式_______________________ Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 正 负 NO3-+2H++e-=NO2 ↑+H2O Cu-2e-=Cu2+ 【练习3】 ① Al作____极 ② Cu作____极 电极反应式是： 负极 ___________________ 正极 ___________________ 总反应式_______________________ Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为NaOH溶液 负 正 Al-3e- +4OH-=[Al(OH)4]- 2H2O+2e-=2OH-+H2 ↑ 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ 【练习4】 依据：已知一个氧化还原反应（必须找氧化还原反应），首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂为电解质溶液中的阳离子（或在正极上被还原）。 步骤：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为例。 8、原电池原理的应用 (1)设计原电池 ①将反应拆分为电极反应 负极反应：Cu－2e－2＋（氧化反应） 正极反应：Fe3＋e－Fe2＋（还原反应） ②选择电极材料 负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属; Cu 正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨；C ③选择电解质 ：一般为与负极反应的电解质；FeCl3溶液 步骤：以Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu为例。 ④画出装置图 连通电路 (2)构成原电池可加快氧化还原反应的速率 反应速率：乙 > 甲 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、硫酸铜溶液 B、硫化铜固体 C、铜          D、镁条 C (3)用于判断金属的活泼性强弱 一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。 【习题】有X、Y、Z三块金属片，进行如下实验: ①X、Y用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，Y极产生大量气泡； ②Y、Z用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由Y→导线→Z； ③X、Z用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，Z极发生氧化反应。 据此判断三种金属的活动性顺序为(　 　) A、X>Y>Z B、X>Z>Y C、Z>X>Y D、Y>Z>X K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu …… C 当金属作为原电池的负极时，腐蚀加快； 而作为原电池的正极时被保护，腐蚀速率减慢 钢铁中含有碳，当接触电解质溶液时，可组成Fe-C原电池，钢铁因发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀 保护原理——将被保护的金属作为原电池的正极 例如：用牺牲锌块（作负极）的方法来保护船身（作正极） 船身上装锌块 (4)用于保护金属材料 简易电池的设计和制作 请同学们，利用水果（苹果、柑橘或柠檬等）。食盐水，滤纸，通篇、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电机等），电流表，制作简单的原电池。 问题与讨论 1.在水果电池中，水果的作用是什么？ 水果起到了电解质溶液的作用。 2、电池不可或缺的构成部分有哪些？ ①自发的氧化还原反应 ②两个活泼性不同的电极，电解质溶液，形成闭合回路 ③较活泼金属作惰性电极作负极，不活泼的金属或惰性电极作正极 课本P37 原电池的常见类型 盐桥：盐桥中大多装有含饱和KCl溶液的琼脂。 盐桥的作用：a.连接内电路，形成____________；b.平衡________，使原电池不断产生电流。 闭合回路 电荷 单液原电池 双液原电池 隔膜原电池 离子膜的作用 1. 分隔两极区域2. 形成闭合回路3. 提高电流效率与产物纯度多孔膜：全通透、只挡液体 离子膜的类型 阳离子交换膜：只过阳离子（Zn2+ 过去） 阴离子交换膜：只过阴离子（SO42- 过去） 质子交换膜：只过 H⁺ Ⅲ 2.构成原电池的条件 (1)具有活泼性不同的两个电极。 (2)两电极必须插入电解质溶液中。 (3)形成闭合回路。 (4)能自发地发生氧化还原反应。 小结 1.原电池是将化学能转化为电能的装置。 3.原电池工作原理口诀 原电池分两极；负氧化正还原；电子由负向正；离子阳正阴负。 4.原电池正、负极的判断方法 首先准确判断元素化合价的变化，然后根据原电池工作原理判断。 化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极； 化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。 5.一般来说，负极质量减小，正极质量不变或增加。 (1)相对活泼性强的金属为负极，另一个为正极 (3)电子由负极流向正极。 (2)发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 (4)电流由正极流向负极。 (5)阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)火力发电是化学能间接转化为电能的过程(　　) (2)HCl＋NaOH==NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池(　　) (3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转(　　) (4)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌(　　) (5)原电池中阳离子向正极移动(　　) (6)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(　　) √ √ × × × × 【课堂检测】 2、某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（ ） 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Fe FeCl3溶液 B C Fe Fe(NO3)3溶液 C Fe Zn Fe2(SO4)3溶液 D Ag Fe Fe2(SO4)3溶液 C 3、如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。下列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 4、X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：   则四种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　) A．Z＞Y＞X＞W  B．Z＞X＞Y＞W C．Z＞Y＞W＞X  D．Y＞Z＞X＞W A Lavf58.19.101 复杂电极反应式的书写 总体思路：＝－ 遵循原理，信息优先，用守恒直接书写。 $