化學(xué)反應(yīng)和電能時(shí)

化學(xué)反應(yīng)和電能時(shí)第1頁/共37頁宏觀：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(duì)大小①反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，反應(yīng)放出能量。大于②反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，反應(yīng)吸收能量。小于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化遵循能量守恒定律。第2頁/共37頁微觀：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因

——化學(xué)鍵的斷裂和形成大于①斷開化學(xué)鍵吸收的總能量形成化學(xué)鍵釋放出的總能量，反應(yīng)放出能量。②斷開化學(xué)鍵吸收的總能量形成化學(xué)鍵釋放出的總能量，反應(yīng)吸收能量。小于第3頁/共37頁問題探究

氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，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)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？第4頁/共37頁實(shí)驗(yàn)一

將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。

稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象：解釋：Zn片上有氣泡（H2），Zn片逐漸被腐蝕；Cu片無明顯現(xiàn)象。Zn+2H+==Zn2++H2↑第5頁/共37頁實(shí)驗(yàn)二

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。

稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象：Zn片上有少量氣泡（H2），Zn片逐漸腐蝕；Cu片上有氣泡（H2），電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。串聯(lián)上一個(gè)電流計(jì)G第6頁/共37頁第7頁/共37頁分析與討論

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)。

Zn－2e－

==Zn2+，

Zn片失去的電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到Cu片上，Cu片周圍的H＋得電子，

2H+＋2e－

==H2

↑第8頁/共37頁二、原電池

把這種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為原電池。例如：Cu-Zn原電池交流與討論Cu-Zn原電池的正負(fù)極？Zn片（負(fù)極）：Cu片（正極）：Zn－2e－

==Zn2+2H+＋2e－

==H2

↑總反應(yīng)：Zn+2H+==

Zn2+

+H2↑第9頁/共37頁氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+

鋅銅電解質(zhì)溶液失e,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽離子總反應(yīng)：負(fù)極正極2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）第10頁/共37頁判斷原電池正、負(fù)極的方法3、由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極1、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；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。2、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)?！練w納小結(jié)】4、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,或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O第11頁/共37頁學(xué)與問：根據(jù)電學(xué)知識(shí)，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？負(fù)極：較活潑的電極，電子流出(或電流流入)的極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；不斷溶解，質(zhì)量減少正極：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)；有氣泡冒出或質(zhì)量增加或不變的極負(fù)極正極e-e-第12頁/共37頁ZnCuA-+稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸-+-+-+A判斷下列原電池正負(fù)極思考與交流稀硫酸第13頁/共37頁1、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（）稀H2SO4ZnZn(A)稀H2SO4CuZn(B)稀H2SO4ZnC(C)C習(xí)題一第14頁/共37頁如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液ACABD習(xí)題二第15頁/共37頁X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ粒兀荆伲荆冢拢兀荆冢荆伲茫伲荆兀荆冢模伲荆冢荆亓?xí)題三C第16頁/共37頁復(fù)習(xí)回憶1、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2、原電池原理原電池負(fù)極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體）3、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)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金屬（正極）1、由組成原電池的兩極材料判斷；2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷；3、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．第17頁/共37頁實(shí)驗(yàn)探究:Zn—Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).×

Cu—Zn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn).×Cu—石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).×Zn—石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).√Fe—Ａl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？第18頁/共37頁構(gòu)成原電池的條件是什么？(1)兩電極活潑性不同的兩種金屬或者一種金屬與一種非金屬導(dǎo)體(如石墨)用導(dǎo)線連接或直接接觸。⑵電解質(zhì)溶液⑶閉合回路

酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化還原反應(yīng)第19頁/共37頁練習(xí)1、判斷下列裝置是否是原電池？請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑第20頁/共37頁④(∨)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑥(×)第21頁/共37頁【總結(jié)】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）；2、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)；3、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)方程式相同，則書寫正確。⑤(∨)正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4第22頁/共37頁習(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)的是

極(“鋅”、“銅”)，銅極發(fā)生的反應(yīng)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)線中電子是由

極流向

極，銅極上反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式是

，該電池總反應(yīng)方程式是

。

鋅2H++2e-=H2↑Zn+2H+==Zn2++H2↑鋅銅Cu2++2e-=CuZn+Cu2+==Zn2++Cu第23頁/共37頁思考：Zn和稀H2SO4制H2時(shí)，為加快反應(yīng)常加入少量CuSO4溶液，為什么？【總結(jié)】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；2、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；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。3、設(shè)計(jì)原電池；第24頁/共37頁原電池設(shè)計(jì)思路：1．通常須兩個(gè)活性不同的電極2．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)3．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,發(fā)生還原反應(yīng)．第25頁/共37頁Fe比Fe不活潑的金屬或石墨CuSO4

、CuCl2等負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：思考題請(qǐng)根據(jù)反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Cu2+溶液第26頁/共37頁思考題請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3第27頁/共37頁病例分析第28頁/共37頁病例分析第29頁/共