6.3.1-化学能转化为电能-课件-2026-2027学年高一下学期化学苏教版必修第二册

该高中化学课件聚焦原电池的构成条件、工作原理及应用，通过生活中的电池实例和水果电池趣味实验导入，引出化学能转化为电能的核心问题，再经锌铜原电池实验探究，搭建从生活现象到微观原理的学习支架。 其亮点在于以科学探究与实践为主线，结合科学思维和化学观念。通过水果电池实验激发兴趣，锌铜原电池微观探析电子离子流向培养微观思维，小组讨论金属组合影响强化探究能力，帮助学生深化理解，教师可借助丰富案例提升教学效果。

第三节 化学能与电能的转化 课时1 化学能转化为电能 专题六 化学反应与能量变化 1 一、原电池 生活中的电池 电池在我们的日常生活中无处不在，它们将化学能转化为电能，为各种设备提供动力。 手机电池 汽车蓄电池 纽扣电池 趣味实验：水果电池 观察现象 将铜片和锌片插入柠檬、苹果等水果中，用导线连接LED小灯泡，可以观察到灯泡发光。 深入思考 水果中并没有隐藏的电池，那么点亮灯泡的电能从何而来？ 核心问题 化学能是如何转化为电能的？ 水果电池实验示意图 核心问题探究 QUESTION 01 电池内部发生了什么变化？ 探寻宏观电流现象背后的微观物质变化机制 QUESTION 02 化学能是如何转化为 电能 的？ 揭示原电池的工作原理与电子转移的本质过程 实验探究：锌铜原电池 锌铜原电池实验装置 观察实验现象 Zn 锌片：逐渐溶解，质量不断减轻。 Cu 铜片：表面有大量气泡产生。 电流计：指针发生明显偏转，证明电路中有电流。 深度思考 在上述装置中，锌片和铜片分别发生了什么反应？ 为什么铜片上会产生气泡？电子是如何在电路中转移的？ 灵敏电流计是用来检测微小电流的电流表。 原电池工作原理（微观探析） - 负极 (Anode) 活泼金属失去电子，发生氧化反应。电子沿导线流出，溶液中阴离子向负极移动。 外电路：电子定向移动 内电路：离子定向移动 + 正极 (Cathode) 不活泼金属或导电非金属，溶液中阳离子在此得到电子，发生还原反应。阳离子向正极移动。 难点突破：电极反应式的书写 STEP 01 判断正负极 根据电极材料活泼性或外接电源判断。 负极：失电子，发生氧化反应 正极：得电子，发生还原反应 STEP 02 确定反应物和生成物 分析电极材料及电解质溶液中的微粒。 明确谁参与反应，生成什么物质。 注意：不可共存的离子不能出现在同一方程式中。 STEP 03 根据环境配平 结合电解质溶液的酸碱性进行配平。 1. 满足电荷守恒 (加 H⁺ 或 OH⁻) 2. 满足原子守恒 (加 H₂O) 规范化演示：铜锌原电池 (稀硫酸环境) 电极 判断与分析 电极反应式 负极 (Zn) Zn比Cu活泼，作负极。 Zn原子失去2个电子生成Zn²⁺。 Zn - 2e⁻ = Zn²⁺ 正极 (Cu) Cu作正极，溶液中的H⁺在正极表面得到电子生成H₂气体。 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ 总反应 正负极反应式相加（电子得失守恒） Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑ 规律总结：电子与离子流向 核心考点 外电路：电子流向 负极 (失去电子) e⁻ (电子) 正极 (得到电子) 内电路：离子流向 阳离子 (+) 正极 阴离子 (-) 负极 记忆口诀与总结 微粒类型 所在位置 定向移动方向 电子 (e⁻) 导线 (外电路) 由 负极 沿导线流向 正极 阳离子 (+) 电解质溶液 (内电路) 移向 正极 阴离子 (-) 移向 负极 巧记：“电子负到正，离子同性相吸（阳正阴负）” 原电池的构成条件 实验装置对比分析 通过三组装置对比，直观说明电极材料差异对原电池形成的关键影响。 1 两个活泼性不同的电极 通常由两种不同的金属（或金属与非金属导体）构成，活泼金属作负极，较不活泼金属作正极。 2 电解质溶液 电极必须插入电解质溶液中，为离子的定向移动提供介质，从而构成内电路导电。 3 形成闭合回路 两电极必须用导线连接，或直接接触，使电子能够在外电路中发生定向移动。 4 自发进行的氧化还原反应 这是原电池产生电能的化学本质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 互动环节：小组讨论 核心探究问题 不同金属组合作为电极材料，对电流产生有什么影响？ Zn - Cu 锌铜组合：经典的伏打电池电极材料 Mg - Al 镁铝组合：活泼性差异不同的金属对比 思考方向 1 金属活泼性差异 两种金属的活泼性差异大小，如何影响电子转移的速率和电流强度？ 2 正负极的判断 在不同的组合中，如何根据金属的性质准确判断原电池的正极和负极？ 归纳总结 电极材料的选择原则 必须是 两种活泼性不同 的金属（或导电非金属）。 活泼性差异越大，通常产生的 电压/电流越大 。 互动环节：小组讨论 在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液的性质。 如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg； 但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。 一定是较活泼金属作负极吗？ 练习巩固：构成条件判断 请判断下列虚拟装置能否构成原电池，并指出不满足的条件： 装置 电极 A 电极 B 烧杯中液体 连接方式 能否构成 理由分析 ① 锌片 铜片 稀硫酸 导线连接 ✔️ 能 满足原电池构成的四个基本条件 ② 铜片 铜片 稀硫酸 导线连接 ❌ 否 电极材料相同，无法形成电势差 ③ 锌片 铜片 无水乙醇 导线连接 ❌ 否 乙醇是非电解质溶液，不能导电 ④ 锌片 铜片 稀硫酸 无导线连接 ❌ 否 未形成闭合回路，电子无法定向移动 核心法则总结 判断原电池需同时满足：两极（活泼性不同）、一液（电解质溶液）、成回路（闭合），且能发生自发氧化还原反应。缺一不可！ 练习巩固：流向判断 典型例题 如图所示，将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸溶液中，构成原电池装置。请根据所学知识完成右侧的判断。 Zn-Cu 原电池 思考 装置中的微观粒子是如何运动的？ 请判断该原电池装置中的正负极、电子流向以及溶液中离子的迁移方向，并填入下表。 判断项目 锌极 (Zn) 铜极 (Cu) 电极名称 负极 正极 电子流向 (外电路) 由 Zn极 流出 e⁻ 流入 Cu极 离子迁移 (内电路) 阴离子 (SO₄²⁻) 向 负极 移动 阳离子 (H⁺) 向 正极 移动 练习巩固：反应式书写 基础练习 01 Zn - Cu 稀H₂SO₄溶液 负极反应式 (Zn) Zn - 2e⁻ = Zn²⁺ 正极反应式 (Cu) 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ 总反应方程式 Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑ 对比练习 02 Mg - Al 稀H₂SO₄溶液 负极反应式 (Mg) Mg - 2e⁻ = Mg²⁺ 正极反应式 (Al) 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ 总反应方程式 Mg + 2H⁺ = Mg²⁺ + H₂↑ 易错进阶 03 Mg - Al NaOH溶液 负极反应式 (Al) 注意：Al能与NaOH反应 2Al - 6e⁻ + 8OH⁻ = 2AlO₂⁻ + 4H₂O 正极反应式 (Mg) 6H₂O + 6e⁻ = 3H₂↑ + 6OH⁻ 总反应方程式 2Al + 2OH⁻ + 2H₂O = 2AlO₂⁻ + 3H₂↑ 核心法则：判断正负极不仅要看金属的活泼性，更要看 电极材料与电解质溶液 是否能发生自发的氧化还原反应！ 课堂小结 原电池 Primary Battery 将 化学能 转化为 电能 的装置。 概 念 1 两个活泼性不同的电极 2 电解质溶液 3 形成闭合回路 4 自发进行的氧化还原反应 构成条件 负极 失去电子 氧化反应 正极 得到电子 还原反应 电子流向： 负极 导线 正极 工作原理 负极反应式 + 正极反应式 = 总反应方程式 电极反应式 课堂小结 解答有关原电池问题的思维流程如下： 典例解析 C 二、原电池工作原理的应用 二、原电池工作原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率 原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。 思考 实验室制氢气，用纯锌还是粗锌（含碳）好？ 粗锌放入稀硫酸中构成原电池，化学反应速率增大。 如果只有纯锌，处理才能加快反应速率？ 可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。 二、原电池工作原理的应用 2．比较金属活泼性强弱 原理： 负极 活泼金属作负极 发生氧化反应 反应中质量减少 正极 不活泼金属作正极 发生还原反应 质量不发生变化 二、原电池工作原理的应用 （1）潮湿的空气里钢铁容易生锈 原理： 负极反应： ； 正极反应： ； 总反应：2Fe＋ O2 ＋ 2H2O ＝2Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2＋O2 ＋ 2H2O ＝4Fe(OH) 3 2Fe－4e-＝2Fe2+ O2＋2H2O＋4e-＝4OH- 3．解释生活中的现象 二、原电池工作原理的应用 3．解释生活中的现象 （2）暖贴 主要成分：铁粉、碳、食盐、水、吸水布（吸水棉） 使用方法：撕开后进入空气（提供氧气，供吸氧腐蚀用） 原理： 负极反应： 正极反应： ； 总反应：2Fe＋ O2 ＋ 2H2O ＝2Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2＋O2 ＋ 2H2O ＝4Fe(OH) 3 在此反应过程中放热，因此成为“暖宝宝”“热敷袋” 2Fe－4e-＝2Fe2+ O2＋2H2O＋4e-＝4OH- 二、原电池工作原理的应用 4．设计原电池 (1)依据： 已知一个氧化还原反应，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(即电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)选择合适的材料 ①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。 ②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。 典例解析 C 课堂小结 原电池 原电池工作原理的应用 概念 工作原理 构成条件 解题流程 加快氧化还原反应的速率 比较金属活泼性强弱 解释生活中的现象 设计原电池 随堂练习 C 随堂练习 负 铜 Cu－2e－===Cu2＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O $