高中化學(xué) 第二章 化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)與能量 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用 第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量課件 魯科版必修2-魯科版高一必修2化學(xué)課件

1、第第3 3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用第第2 2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類提課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量供能量化學(xué)能與其他能量相互轉(zhuǎn)化化學(xué)能與其他能量相互轉(zhuǎn)化化學(xué)能化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能電能電能光能光能化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量1化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式熱能熱能 化學(xué)能化學(xué)能 電能電能2即熱飯盒原理：即熱飯盒原理：_；鋁熱；鋁熱劑焊接鋼軌原理：劑焊接鋼軌原理：_。以上反應(yīng)。以上反應(yīng)過程都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為過程都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_?；瘜W(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)生活中常見的電池生活中常見的電池蓄電池蓄電池氫氧燃?xì)溲跞剂想姵亓想姵劁囯姵劁囯姵亍狙菔緦?shí)驗(yàn)一

2、演示實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？有何現(xiàn)象？鋅片上鋅片上有有氣泡氣泡產(chǎn)生產(chǎn)生原理原理:Zn + 2H+ = Zn2+ + H22e-【演示實(shí)驗(yàn)二演示實(shí)驗(yàn)二】鋅片和銅片用鋅片和銅片用導(dǎo)線導(dǎo)線連接后插入稀連接后插入稀硫酸中硫酸中有何現(xiàn)象有何現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片上有氣泡產(chǎn)生銅片上有氣泡產(chǎn)生問題探究問題探究CuZn 稀硫酸稀硫酸1.銅片上產(chǎn)生什么氣體銅片上產(chǎn)生什么氣體? 有人說有人說H2是由銅和稀硫是由銅和稀硫酸在這種特定的條件下反應(yīng)酸在這種特定的條件下反應(yīng)產(chǎn)生出來的。這種想法正確產(chǎn)生出來的。這種想法正確嗎？嗎？2.銅片上的電子從何來銅片上的電子從何來?2

3、H+ + 2e=H2 CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+電流計(jì)電流計(jì) Zn2e = Zn2+2H+ + 2e=H2 3.如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)?根據(jù)能量守恒原理，這種產(chǎn)生出來的電根據(jù)能量守恒原理，這種產(chǎn)生出來的電能是從什么能量轉(zhuǎn)變來的呢？能是從什么能量轉(zhuǎn)變來的呢？化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔艿难b置的裝置原電池原電池電子的轉(zhuǎn)移電子的轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)電流電流3化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(1)原電池原理演示實(shí)驗(yàn)：原電池原理演示實(shí)驗(yàn)：現(xiàn)象現(xiàn)象 銅片上有銅片上有_產(chǎn)生，鋅片不斷產(chǎn)生，鋅片不斷_，燈泡發(fā)，燈泡發(fā)_結(jié)論結(jié)論導(dǎo)線中有導(dǎo)線中有_通過，化學(xué)反應(yīng)中化

4、學(xué)能轉(zhuǎn)化為通過，化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_氣泡氣泡溶解溶解光光電子電子電能電能解釋解釋當(dāng)銅片與鋅片一同浸入稀硫酸時(shí)：當(dāng)銅片與鋅片一同浸入稀硫酸時(shí)：_失去電子被氧化為失去電子被氧化為_進(jìn)入溶液進(jìn)入溶液電子由電子由_通過導(dǎo)線流向通過導(dǎo)線流向_溶液中的溶液中的_從從_上獲得電子被還原為上獲得電子被還原為_而逸出，這樣電子在導(dǎo)線上做定向移動(dòng)，形成而逸出，這樣電子在導(dǎo)線上做定向移動(dòng)，形成_鋅片鋅片Zn2 鋅片鋅片銅片銅片H銅片銅片H2電流電流問題探究：問題探究：使電子定向移動(dòng)形成電流應(yīng)該具備哪使電子定向移動(dòng)形成電流應(yīng)該具備哪些條件？些條件？1、前提：、前提：自發(fā)進(jìn)行自發(fā)進(jìn)行氧化還原氧化還原反應(yīng)（有電子轉(zhuǎn)移

5、）反應(yīng)（有電子轉(zhuǎn)移） Cu Zn原電池中原電池中Zn片換成片換成Ag片能形成原電池嗎片能形成原電池嗎 ？CuAg 稀硫酸稀硫酸（不可以）（不可以）2 2、電子為什么會(huì)定向移動(dòng)（動(dòng)力）？、電子為什么會(huì)定向移動(dòng)（動(dòng)力）？ 電子定向移動(dòng)的動(dòng)力：兩極有電勢差電子定向移動(dòng)的動(dòng)力：兩極有電勢差條件：條件：兩種兩種不同不同的金屬的金屬 （或一種金屬與（或一種金屬與石墨石墨）作電極）作電極（不可以）（不可以）能形成原電池嗎 ？（可以）（可以）CuZn- - -整個(gè)裝置是如何形成電流的閉合回路的整個(gè)裝置是如何形成電流的閉合回路的?外電路：負(fù)極不斷產(chǎn)生電子跑到正極外電路：負(fù)極不斷產(chǎn)生電子跑到正極 電流：正極到負(fù)極

6、電流：正極到負(fù)極負(fù)極負(fù)極正極正極電燈3、電子要定向移動(dòng)還需什么條件、電子要定向移動(dòng)還需什么條件?CuZn-溶液中陰陽離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)？溶液中陰陽離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+SO42-負(fù)極負(fù)極正極正極靜電作用靜電作用內(nèi)電路：內(nèi)電路：陽離子陽離子正極正極陰離子陰離子負(fù)極負(fù)極（不可以）（不可以）能形成原電池嗎能形成原電池嗎 ？（不可以）（不可以）原因：沒有形成閉合回路原因：沒有形成閉合回路兩個(gè)電極兩個(gè)電極：兩種兩種不同不同的金屬的金屬 （或一種金屬與（或一種金屬與石墨石墨）電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：電極材料均插入電解質(zhì)溶液中電

7、極材料均插入電解質(zhì)溶液中形成形成閉合閉合回路：回路：用用導(dǎo)線導(dǎo)線相連（或相連（或直接接觸直接接觸）前提前提：金屬能與電解質(zhì)溶液自發(fā)進(jìn)行：金屬能與電解質(zhì)溶液自發(fā)進(jìn)行氧化還原氧化還原反應(yīng)反應(yīng)(2)原電池原電池概念概念:_的裝置。的裝置。構(gòu)成構(gòu)成:_做負(fù)極做負(fù)極,_做正做正極極;插入插入_溶液中溶液中,用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路?；芈贰９ぷ髟砉ぷ髟?發(fā)生氧化還原反應(yīng)。負(fù)極發(fā)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)。負(fù)極發(fā)生_反應(yīng)反應(yīng),電子由電子由_通過導(dǎo)線流向通過導(dǎo)線流向_;正極發(fā)生正極發(fā)生_反應(yīng)反應(yīng),使使_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能相對(duì)活潑的金屬相對(duì)活潑的金屬相對(duì)不活潑的相對(duì)

8、不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬金屬或能導(dǎo)電的非金屬電解質(zhì)電解質(zhì)氧化氧化負(fù)極負(fù)極正極正極還原還原化學(xué)能化學(xué)能電能電能如何檢驗(yàn)原電池正負(fù)極？如何檢驗(yàn)原電池正負(fù)極？用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向，確用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向，確定定Zn片片, Cu片的正負(fù)極是怎樣的？片的正負(fù)極是怎樣的？測干電池時(shí)，電流計(jì)指針偏向正極測干電池時(shí)，電流計(jì)指針偏向正極CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+原電池的正負(fù)極判斷原電池的正負(fù)極判斷負(fù)極（負(fù)極（ Zn片片 ） ：正極正極（ Cu 片）： 測原電池時(shí)，電流計(jì)指針指向測原電池時(shí)，電流計(jì)指針指向Cu片片電子流出的一極電子流出的一極電子流入的一極電子流入的

9、一極電極反應(yīng)電極反應(yīng)總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2(離子方程式離子方程式)負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：原原電電池池氧氧化化還還原原反反應(yīng)應(yīng)Zn2e=Zn2+氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)失去電子失去電子2H+2e=H2 還原反應(yīng)還原反應(yīng)得到電子得到電子Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2(化學(xué)方程式化學(xué)方程式)1由組成原電池兩極材料相對(duì)活潑性判斷由組成原電池兩極材料相對(duì)活潑性判斷一般一般相對(duì)活潑相對(duì)活潑的金屬為的金屬為負(fù)極負(fù)極，活潑性弱活潑性弱的金屬或能的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為導(dǎo)電的非金屬為正極正極。2依據(jù)電流的方向或電子流動(dòng)的方向判斷依據(jù)電流的方向或電子流動(dòng)的方向判斷電流電

10、流由由正極流向負(fù)極正極流向負(fù)極，電子電子由由負(fù)極流向正極負(fù)極流向正極。3依據(jù)原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)離子移動(dòng)的方向來判斷依據(jù)原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)離子移動(dòng)的方向來判斷在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子陽離子移向移向正極正極，陰離陰離子子移向移向負(fù)極負(fù)極。要點(diǎn)二要點(diǎn)二 |原電池的正、負(fù)極判斷原電池的正、負(fù)極判斷 4依據(jù)原電池兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型來判斷依據(jù)原電池兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型來判斷 原電池的原電池的負(fù)極負(fù)極上發(fā)生上發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)，正極正極上發(fā)生上發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)。5依據(jù)某些現(xiàn)象來判斷依據(jù)某些現(xiàn)象來判斷 電極電極溶解溶解的一極為的一極為負(fù)極負(fù)極，電極，電極增重或

11、產(chǎn)生氣體增重或產(chǎn)生氣體的一極的一極為為正極正極。設(shè)計(jì)原電池，制造化學(xué)電源設(shè)計(jì)原電池，制造化學(xué)電源從理論上說，任何一個(gè)氧化還從理論上說，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。例如，原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。例如，利用利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池，該原電池的電極反應(yīng)為：的原電池，該原電池的電極反應(yīng)為：負(fù)極負(fù)極(Cu)：Cu-2e=Cu2 (氧化反應(yīng)氧化反應(yīng))正極正極(C)：2Fe32e=2Fe2(還原反應(yīng)還原反應(yīng)) 原電池原理的應(yīng)用原電池原理的應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)速率加快氧化還原反應(yīng)速率如實(shí)驗(yàn)室用如實(shí)驗(yàn)室用

12、Zn和稀和稀H2SO4(或稀鹽酸或稀鹽酸)反應(yīng)制反應(yīng)制H2，常用粗鋅，原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸的溶常用粗鋅，原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸的溶液形成原電池，使產(chǎn)生液形成原電池，使產(chǎn)生H2的速率加快。的速率加快。(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱原電池中，一般活潑性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑原電池中，一般活潑性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性弱的金屬為正極。例如，有兩種金屬性弱的金屬為正極。例如，有兩種金屬A和和B，用，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性A

13、B。（3）用于金屬的保護(hù)）用于金屬的保護(hù) 使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。 例如，要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，例如，要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。極。利用上述原理可制成多種電池，電池的種類有哪些？利用上述原理可制成多種電池，電池的種類有哪些？電池電池干電池（一次電池）干電池（一次電池）:鋅錳干電池鋅錳干電池蓄電池（二次電池）蓄電池（二次電池）燃料電池燃料電池鉛蓄電池鉛蓄電池鎳氫電池鎳氫電池鋰電池鋰電池鉛蓄鉛蓄電池電池鎳氫電池鎳氫電池鋰電池鋰電池應(yīng)用思考：應(yīng)用思考：干電池是我們生活中常用的電池，干電池是我們生活中常用的電池，請(qǐng)你說出它的正、負(fù)極分別是什么？請(qǐng)你說出它的正、負(fù)極分別是什么？提示：提示：正極為碳棒，負(fù)極為鋅筒。正極為碳棒，負(fù)極為鋅筒。小結(jié)小結(jié): :原電池的工作原理原電池的工作原理、以及構(gòu)成原電池的三個(gè)條件以及構(gòu)成原電池的三個(gè)條件。電極反應(yīng)為：電極反應(yīng)為：Zn2e-=Zn2+發(fā)生發(fā)生氧化反氧化反應(yīng)，被氧化應(yīng)，被氧化電極反應(yīng)為：電極反應(yīng)為：2H+2e-=H2總反應(yīng)：總反應(yīng)： Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2S