化學(xué)反應(yīng)和電能(第一課時(shí))

1、新課標(biāo)人教版化學(xué)必修新課標(biāo)人教版化學(xué)必修 第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能 ( (第課時(shí)）第課時(shí)）知識回顧知識回顧v1.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)；常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)；v2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因宏觀：宏觀：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因 反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小反應(yīng)物的反應(yīng)物的總總能量能量 生成物的生成物的總總能量，反應(yīng)能量，反應(yīng)放出能量放出能量。大于大于反應(yīng)物的反應(yīng)物的總總能量能量 生成物的生成物的總總能量，反應(yīng)能量，反應(yīng)吸收能量吸收能量。小于小于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化遵循化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

2、遵循能量守恒定律能量守恒定律。微觀：微觀：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因 化學(xué)鍵的斷裂和形成化學(xué)鍵的斷裂和形成大于大于斷開化學(xué)鍵吸收的斷開化學(xué)鍵吸收的總總能量能量 形成化學(xué)鍵形成化學(xué)鍵釋放出的釋放出的總總能量，反應(yīng)能量，反應(yīng)放出能量放出能量。斷開化學(xué)鍵吸收的斷開化學(xué)鍵吸收的總總能量能量 形成化學(xué)鍵形成化學(xué)鍵釋放出的釋放出的總總能量，反應(yīng)能量，反應(yīng)吸收能量吸收能量。小于小于問題探究問題探究v 氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移移 ，電子的定向移動(dòng)會(huì)形成電流，我們，電子的定向移動(dòng)會(huì)形成電流，我們能否利用這些電流來做功呢？能否設(shè)計(jì)能否利用這些電流來做

3、功呢？能否設(shè)計(jì)一個(gè)裝置把這個(gè)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化一個(gè)裝置把這個(gè)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢？為電能呢？ 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 將銅片和鋅片分別插入稀硫?qū)~片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。 稀稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象：現(xiàn)象：解釋：解釋： Zn片上有氣泡片上有氣泡（H2），）， Zn片逐漸片逐漸被腐蝕；被腐蝕；Cu片無明片無明顯現(xiàn)象。顯現(xiàn)象。Zn + 2H+ = Zn2+ + H2實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。 稀稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象：現(xiàn)象： Zn片上

4、有少量片上有少量氣泡（氣泡（H2），）， Zn片片逐漸腐蝕；逐漸腐蝕；Cu片片上上有氣泡（有氣泡（H2），），電電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。串聯(lián)上一個(gè)電流計(jì)串聯(lián)上一個(gè)電流計(jì)G分析與討論分析與討論 指針偏轉(zhuǎn)，說明電路中有電流通指針偏轉(zhuǎn)，說明電路中有電流通過，說明發(fā)生了電子定向移動(dòng)。過，說明發(fā)生了電子定向移動(dòng)。 Zn2e = Zn2+， Zn片失去的電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到片失去的電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到Cu片片上，上， Cu片周圍的片周圍的H得電子，得電子， 2H+2e = H2 二、原電池二、原電池 把這種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的把這種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為裝置，稱為原電池原電池。例如：例如：Cu

5、-Zn原電池原電池交流與討論交流與討論Cu-Zn原電池的正負(fù)極？原電池的正負(fù)極？ZnZn片（負(fù)極）：片（負(fù)極）：CuCu片（正極）：片（正極）：Zn2e = Zn2+2H+2e = H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+ 鋅鋅 銅銅電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H+2e-=H2陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化

6、學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）判斷原電池正、負(fù)極的方法判斷原電池正、負(fù)極的方法3 3、由組成原電池的兩極材料判斷：、由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極1 1、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。2 2、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負(fù)極總是

7、失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。4、電極反應(yīng)現(xiàn)象電極反應(yīng)現(xiàn)象 不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生,或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O學(xué)與問：學(xué)與問： 根據(jù)電學(xué)知識，你知道電子是怎樣流動(dòng)根據(jù)電學(xué)知識，你知道電子是怎樣流動(dòng)的嗎？你如何判定裝置的正、負(fù)極？的嗎？你如何判定裝置的正、負(fù)極？負(fù)極：較活潑的電極，電子流出負(fù)極：較活潑的電極，電子流出(或電流或電流流入流入)的極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；的極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；不斷溶解，質(zhì)量減少不斷溶解，質(zhì)量減少正極：較不活潑

8、的電極，電子流入（或電正極：較不活潑的電極，電子流入（或電流流出）的極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；流流出）的極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；有氣泡冒出或質(zhì)量增加或不變的極有氣泡冒出或質(zhì)量增加或不變的極負(fù)極負(fù)極正極正極e-e-ZnCu-+稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸-+-+-+A1 1、下列四個(gè)裝置中，導(dǎo)線中的電子由左邊一、下列四個(gè)裝置中，導(dǎo)線中的電子由左邊一極流向右邊一極的是（極流向右邊一極的是（ ） 稀稀H H2 2SOSO4 4ZnZnZnZn(A)(A)稀稀H H2 2SOSO4 4CuCuZnZn(B)(B)稀稀H H2 2SOSO4 4ZnZnC C(C)(

9、C)C如圖裝置，電流表如圖裝置，電流表G G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A A極逐漸極逐漸變粗，變粗，B B極逐漸變細(xì)，極逐漸變細(xì)，C C為電解質(zhì)溶液，則為電解質(zhì)溶液，則A A、B B、C C應(yīng)是下列各組中的哪一組（應(yīng)是下列各組中的哪一組（ ） A A、A A是鋅，是鋅，B B是銅，是銅，C C為稀為稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是銅，是銅，B B是鋅，是鋅，C C為稀硫酸為稀硫酸 C C、A A是鐵，是鐵，B B是銀，是銀，C C為為AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是鐵，是鐵，C C為為AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C CA AB B

10、D1、原電池：、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2、原電池原理原電池原理判斷原電池正、負(fù)極的方法判斷原電池正、負(fù)極的方法 較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金潑的金屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金屬（正極）屬（正極）1 1、由組成原電池的兩極材料判斷；、由組成原電池的兩極材料判斷；2 2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷；、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷；3 3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；4、電極反應(yīng)現(xiàn)象、電極反應(yīng)現(xiàn)象ZnZn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與稀硫酸進(jìn)行實(shí)

11、驗(yàn). . CuZnCuZn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn). . CuCu石墨石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn). . ZnZn石墨石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn). . FeFel l與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn). . 思考構(gòu)成原電池的條件是什么？思考構(gòu)成原電池的條件是什么？構(gòu)成原電池的條件是什么？構(gòu)成原電池的條件是什么？(1) 兩電極兩電極活潑性活潑性不同不同的的兩種金屬兩種金屬或者或者一種金屬一種金屬與與一種非金屬導(dǎo)體一種非金屬導(dǎo)體(如石墨如石墨)用導(dǎo)線連接或直接接觸。用導(dǎo)線連接或直接接觸。 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 閉合回路閉合回路 酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生酸、堿、鹽溶液一般

12、要能和某極發(fā)生氧化氧化還原還原反應(yīng)反應(yīng)練練習(xí)習(xí)1 1、判斷下列裝置是否是原電池？請說明理由；、判斷下列裝置是否是原電池？請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式. .()()()2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()負(fù)極負(fù)極：正極正極：總總反應(yīng)反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()【總結(jié)總結(jié)】該如何書寫原電池電極反應(yīng)？該如何書寫原電池電極反應(yīng)？ 1、寫出總化學(xué)反應(yīng)方程式（即氧化還原反應(yīng)方程式）；、寫出總化學(xué)反應(yīng)方程式（即氧化還原反應(yīng)方程式）；2、根據(jù)總

13、反應(yīng)方程式，從電子得失（或元素化合價(jià)升根據(jù)總反應(yīng)方程式，從電子得失（或元素化合價(jià)升 降）的角度，將總反應(yīng)分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)；降）的角度，將總反應(yīng)分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)；3、氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生，、氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生， 4、驗(yàn)證；兩電極反應(yīng)式相加所得式子和原化學(xué)方程式驗(yàn)證；兩電極反應(yīng)式相加所得式子和原化學(xué)方程式 相同，則書寫正確。相同，則書寫正確。()正極：正極：負(fù)極負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4習(xí)題五習(xí)題五 將鋅片和銅片插入某種電解質(zhì)溶液，鋅片和銅片用將鋅片和銅片插入

14、某種電解質(zhì)溶液，鋅片和銅片用導(dǎo)線相連，形成原電池裝置。導(dǎo)線相連，形成原電池裝置。 若電解質(zhì)溶液是稀硫酸，則發(fā)生氧化反應(yīng)的若電解質(zhì)溶液是稀硫酸，則發(fā)生氧化反應(yīng)的 是是 極極(“鋅鋅”、“銅銅”)，銅極發(fā)生的反應(yīng)是，銅極發(fā)生的反應(yīng)是 ， 該電池的總反應(yīng)方程式是該電池的總反應(yīng)方程式是 。(2) 若電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，在導(dǎo)線中電子是若電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液，在導(dǎo)線中電子是由由 極流向極流向 極，銅極上反應(yīng)的電極反應(yīng)方極，銅極上反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式是程式是 ，該電池總反應(yīng)方程式是該電池總反應(yīng)方程式是 。 鋅鋅2H+ +2e- =H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2鋅鋅銅銅Cu2+ +2e-

15、= CuZn +Cu2+ = Zn2+ + Cu思考：思考：Zn和稀和稀H2SO4制制H2時(shí)，為加快反應(yīng)時(shí)，為加快反應(yīng)常加入少量常加入少量CuSO4溶液，為什么？溶液，為什么？【總結(jié)】原電池原理的實(shí)際應(yīng)用原電池原理的實(shí)際應(yīng)用1、加快氧化還原反應(yīng)的速率；、加快氧化還原反應(yīng)的速率；2、金屬活潑性的判斷：一般地，原電池的負(fù)極、金屬活潑性的判斷：一般地，原電池的負(fù)極（電子流出的電極，質(zhì)量減少的電極）的金屬更活潑（電子流出的電極，質(zhì)量減少的電極）的金屬更活潑 ；原電池的正極（電子流入的電極，質(zhì)量不變或增加原電池的正極（電子流入的電極，質(zhì)量不變或增加的電極，冒氣泡的電極）為較不活潑金屬。的電極，冒氣泡的電

16、極）為較不活潑金屬。3、設(shè)計(jì)原電池；、設(shè)計(jì)原電池；原電池設(shè)計(jì)思路：原電池設(shè)計(jì)思路：1 1通常須兩個(gè)活性不同的電極通常須兩個(gè)活性不同的電極2 2電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液能與某極電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液能與某極 發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)3 3還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極得電子氧化劑在正極得電子, ,發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)Fe比比Fe不活潑的金屬或石墨不活潑的金屬或石墨 CuSO4 、CuCl2等等負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：思思 考考 題題請根據(jù)反應(yīng)請根據(jù)反應(yīng):Fe+Cu:Fe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案? ?Cu2+溶液思思 考考 題題請根據(jù)反應(yīng)請根據(jù)反應(yīng)2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+