【課件】化學(xué)反應(yīng)與電能課件2022-2023學(xué)年下學(xué)期高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能火力發(fā)電存在什么弊端？火力發(fā)電的原理我國(guó)目前電能主要來(lái)自火力發(fā)電化學(xué)能燃料燃燒蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)電能機(jī)械能熱能【思考與交流】直接？1.煤炭是非可再生資源，會(huì)造成能源危機(jī)2.煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低?化學(xué)能電能直接想一想：1.電流是怎樣產(chǎn)生的？寫(xiě)一寫(xiě)：寫(xiě)出鋅和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式并畫(huà)出單線橋。2.哪些化學(xué)反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移？Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-稀硫酸ZnZn逐漸_____Zn表面產(chǎn)生____溶液______現(xiàn)象：【實(shí)驗(yàn)一】【思考1】什么方法可使Zn與H+分開(kāi)，不讓H+直接在Zn表面得電子？

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置化學(xué)能____能溶解氣泡變熱熱【實(shí)驗(yàn)二】鋅片上_____________銅片_____________稀硫酸ZnCu現(xiàn)象：

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置產(chǎn)生大量的氣泡無(wú)明顯現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)6-3】(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)6-3】(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。[思考2]怎樣才能知道電子發(fā)生了電子的定向移動(dòng)？【實(shí)驗(yàn)6-3】(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。鋅片_____________銅片上_____________逐漸溶解有氣泡產(chǎn)生現(xiàn)象：稀硫酸ZnCu現(xiàn)象：

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置【實(shí)驗(yàn)三】鋅片逐漸溶解，產(chǎn)生少量氣泡銅片上有氣泡產(chǎn)生電流表指針_________A發(fā)生偏轉(zhuǎn)一、原電池1.概念：將_____能直接轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)__能的裝置AZnCuSO42－H+H+正極負(fù)極e－負(fù)極正極電子流出的一極為_(kāi)____電子流進(jìn)的一極為_(kāi)____化學(xué)電CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽(yáng)離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路：內(nèi)電路：陰離子負(fù)極陽(yáng)離子正極外電路內(nèi)電路2.工作原理2H++2e－=H2↑原電池1、概念：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置AZnCuSO42－H+H+2、本質(zhì)：__________________________________________________________鋅片：銅片：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。Zn－2e－=Zn2+(氧化反應(yīng))2H+＋2e－

=H2↑(還原反應(yīng))通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，想一想原電池是由哪幾部分組成的，構(gòu)成原電池的條件又有哪些？原電池的組成：____________________怎樣才能構(gòu)成一個(gè)原電池呢？AZnCuSO42－H+H+正極負(fù)極e－兩電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：_________________負(fù)極：__________________正極：__________________探究2:構(gòu)成原電池的條件活潑性不同的兩個(gè)電極較活潑的金屬較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：_____________________探究2:構(gòu)成原電池的條件電極需浸入電解質(zhì)溶液中（不可以）形成條件三：____________________必須形成閉合回路形成條件四：能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（不可以）Ag探究2:構(gòu)成原電池的條件3.原電池構(gòu)成條件

①活潑性不同的金屬作電極（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如“碳棒”）其中較活潑金屬為負(fù)極較不活潑金屬（或非金屬）為正極

②電解質(zhì)溶液

③形成閉合回路

④能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)兩極一液一線一反應(yīng)ABCD【練習(xí)】下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？√E√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu√ZnH2SO4溶液

F負(fù)極正極e-金屬活潑性：

得或失電子：

發(fā)生什么反應(yīng)：

電極現(xiàn)象：

陰離子或陽(yáng)離子移向：

金屬活潑性：

得或失電子：

發(fā)生什么反應(yīng)：

電極現(xiàn)象：

陰離子或陽(yáng)離子移向：

較活潑金屬較不活潑金屬失去電子得到電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)金屬溶解有氣體產(chǎn)生或有固體析出陰離子移向

陽(yáng)離子移向

導(dǎo)線※如何判斷原電池的正負(fù)兩極？電池漏液

一次電池【常見(jiàn)的化學(xué)電源】鋅錳干電池汽車(chē)用鉛酸蓄電池Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O充電放電化學(xué)能電能充電放電

二次電池【常見(jiàn)的化學(xué)電源】鋰離子電池鎳氫充電電池我國(guó)研發(fā)的燃料電池和超級(jí)高電容混合能源列車(chē)燃料電池【發(fā)展中的燃料電池】?jī)?yōu)點(diǎn)：效率高、無(wú)污染，裝置可持續(xù)使用燃料電池不是把還原劑、氧化劑全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。

【燃料電池】氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個(gè)電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。常見(jiàn)的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等。介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ2

=2H2O

酸性水溶液負(fù)極正極堿性水溶液負(fù)極

正極熔融狀態(tài)負(fù)極正極

氫氧燃料電池溶液pH變化電極pH變化10.【2021.1】17．鋅(Zn)-空氣電池的總反應(yīng)式：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2，裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．多孔石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．電子從鋅電極經(jīng)過(guò)KOH溶液流向石墨電極C．負(fù)極的電極反應(yīng)：Zn-2e?+2OH?=Zn(OH)2D．電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中K+的數(shù)目保持不變A.根據(jù)總反應(yīng)價(jià)態(tài)判斷C.電極pH變化/電解質(zhì)溶液pH變化正極反應(yīng)：O2+4e—=2O2—二、原電池、簡(jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作【目的】根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易電池，體會(huì)原電池的構(gòu)成要素?！居闷贰克ㄌO(píng)果、柑橘或檸檬等），食鹽水，濾紙，銅片、鐵片、鋁片等金屬片，石墨棒，導(dǎo)線，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂(lè)卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表。【實(shí)驗(yàn)】（1）水果電池（2）簡(jiǎn)易電池（3）趣味實(shí)驗(yàn)（3）原電池的設(shè)計(jì)

Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池?！姌O材料：負(fù)極

，正極

?！娊庖海?/p>

?！姌O反應(yīng)式：負(fù)極:.

正極:.5、原電池的應(yīng)用CuSO4溶液FeCu

Cu

2++2e—=Cu

Fe－2e—=Fe2+思考題：請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)：Fe+2Fe3+=3Fe2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫(huà)出裝置圖【練習(xí)】把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，外電路的電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ〢、a>b>c>dB、a>c>d>b

C、c>a>d>bD、b>d>c>a4、原電池的應(yīng)用比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，一般活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬為

極，活動(dòng)性較弱的金屬為

極。

負(fù)

正B（2）加快氧化還原反應(yīng)速率5、原電池的應(yīng)用【練習(xí)】實(shí)驗(yàn)室中欲制氫氣,最好的方法是（）A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與濃硫酸反應(yīng)C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅(含鉛、銅雜質(zhì))與稀硫酸反應(yīng)D如實(shí)驗(yàn)室中制氫氣，常用粗鋅。因?yàn)榇咒\中的雜質(zhì)、鋅、稀硫酸形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生氫氣的速率加快。2.下列裝置中,都伴隨有能量變化,其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?/p>

(

)A.電解水

D.干電池7.某興趣小組設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法不正確的是

(

)A.該裝置中鋁箔為負(fù)極B.電子從鋁箔流出,經(jīng)電流表、活性炭、濾紙回到鋁箔C.活性炭表面有氣泡產(chǎn)生D.該原電池的總反應(yīng)是2Al+6H+

=

2Al3++3H2↑11.由U形管、質(zhì)量為m

g的鐵棒、質(zhì)量為m

g的碳棒和1

L

2

mol·L-1

CuCl2溶液組成的裝置如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(假設(shè)物質(zhì)充足)

(

)A.閉合K,當(dāng)電路中有0.3NA個(gè)電子通過(guò)時(shí),理論上碳棒與鐵棒的質(zhì)量差為18

gB.打開(kāi)K,碳棒上有紫紅色固體析出C.閉合K,鐵棒上發(fā)生反應(yīng):Fe-3e-=

Fe3+D.閉合K,鐵棒表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=

Cu13.理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。請(qǐng)利用反應(yīng)“Cu+2Ag+

=

2Ag+Cu2+”設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池(正極材料用碳棒),回答下列問(wèn)題:(1)該電池的負(fù)極材料是

,發(fā)生

(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電解質(zhì)溶液是

。

(2)正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

。

(3)若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1

mol,則生成銀的質(zhì)量為

g。8.某原電池的總反應(yīng)是Fe+Cu2+

=

Fe2++Cu,該原電池的正確組成是

(

)

9.一學(xué)生用如圖裝置研究原電池原理,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

)A.圖(2)中電子由Zn沿導(dǎo)線流向CuB.圖(3)中Zn片增重質(zhì)量與Cu棒減輕的質(zhì)量之比為65∶64C.圖(1)中銅棒上沒(méi)有氣體產(chǎn)生D.圖(2)與圖(3)中正極生成物質(zhì)量比為1∶32時(shí),Zn片減輕的質(zhì)量相等10.如圖所示,電流表A指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)M極質(zhì)量增加,N極質(zhì)量減少,B為電解質(zhì)溶液。則M、N、B分別為

(

)A.M是Cu,N是Zn,B是稀硫酸B.M是Zn,N是Cu,B是CuCl2溶液C.M是Ag,N是Fe,B是稀AgNO3溶液D.M是Ag,N是Fe,B是稀硫酸3.【2017.11】17．金屬(M)－空氣電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．金屬M(fèi)作電池負(fù)極B．電解質(zhì)是熔融的MOC．正極的電極反應(yīng)：O2＋4e￣＋2H2O=4OH￣D．電池反應(yīng)：2M＋O2＋2H2O=2M(OH)24.【2018.4】17．鋰(Li)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．金屬鋰作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．Li+通過(guò)有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移C．正極的電極反應(yīng)：O2＋4eˉ=2O2ˉD．電池總反應(yīng)：4Li＋O2＋2H2O=4LiOH6.【2018.11】17．最近，科學(xué)家研發(fā)了“全氫電池”，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．右邊吸附層中發(fā)生了還原反應(yīng)B．負(fù)極的電極反應(yīng)是H2－2e－＋2OH－

====

2H2OC．電池的總反應(yīng)是2H2＋O2

====

2H2OD．電解質(zhì)溶液中Na＋向右移動(dòng)，ClO4－向左移動(dòng)7.【2019.6】17．銀鋅紐扣電池的構(gòu)造如圖所示。其電池反應(yīng)方程式為：Ag2O＋Zn＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2下列說(shuō)法正確的是A．鋅粉為正極B．Ag2O發(fā)生氧化反應(yīng)C．電池工作時(shí)，電子從鋅粉經(jīng)過(guò)KOH溶液流向Ag2OD．正極的電極反應(yīng)式為：Ag2O＋2e－＋H2O＝2Ag＋2OH－9.【2020.7】17．機(jī)動(dòng)車(chē)使用