第二節(jié)化學(xué)能與電能原電池第一課時

第一課時原電池綿陽東辰國際學(xué)校張浩能源一次能源：直接從自然界取得的能源。二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。一次能源：蒸汽電能水能風(fēng)能石油天然氣原煤二次能源：現(xiàn)代社會中使用最為普遍的能源？電能——又稱電力（二次能源）電力是怎樣產(chǎn)生的？一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

1.火力發(fā)電原理及過程化學(xué)能（燃料）熱能機(jī)械能電能燃燒蒸汽 發(fā)電機(jī)（蒸汽輪機(jī)）（1）能量轉(zhuǎn)換：（2）存在的問題：經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低；環(huán)境污染嚴(yán)重。（3）燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，而氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。?什么樣的化學(xué)反應(yīng)才具備將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的前提呢？請說明原因?；瘜W(xué)能直接電能考慮火力發(fā)電的利弊,研究新的發(fā)電方式方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能---就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費能源，更方便?；瘜W(xué)能電能？（看書P40頁第二、三段，回答問題）1、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)換為電能。2、把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個不同區(qū)域進(jìn)行。3、需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電流從氧化劑區(qū)域流向還原劑區(qū)域（電子）。4、為了使用方便，把電能以化學(xué)能的形式存儲起來。5、從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題。直接離子方程式思考問題尋找答案你對問題

２的想法稀H2SO4ZnCu鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象探究實驗現(xiàn)象用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來Zn

+2H+

= Zn

2+

+H2↑1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？

２.什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？Zn

Cu大量氣泡從銅實驗現(xiàn)象

片逸出，鋅片部分溶解稀H2SO4離子方程式Zn

+

2H+

= Zn

2+

+H2↑思考問題尋找答案H+得到的電子是Cu失去的嗎？在這個過程中Cu起什么作用？你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？組內(nèi)交流列出想法Cu起傳導(dǎo)電子的作用?？捎秒娏鞅恚襞荩y電流及方向。解釋實驗現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法實驗現(xiàn)象化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，

銅表面有氣泡，

電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由Zn

導(dǎo)線

銅片

H+

定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)AZnCu稀H2SO4[實驗現(xiàn)象]：銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。[實驗結(jié)論]：導(dǎo)線中有電流通過（產(chǎn)生電能）A2、原電池較活潑金屬較不活潑金屬負(fù)極正極-I

e發(fā)生氧化反應(yīng)電子流出，電流流入發(fā)生還原反應(yīng)

電子流入，電流流出（1）定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置叫做原電池。（2）電極名稱：（3）電極反應(yīng)式負(fù)極：Zn

–

2e-

=

Zn2+正極：2H+

+2e-

=

H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)總反應(yīng)式（兩個電極反應(yīng)之和）Zn

+

2H+

= Zn2+

+

H2↑Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4

+H2↑原電池反應(yīng)的本質(zhì)是:

氧化還原反應(yīng)。原電池原理：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，從而產(chǎn)生電流，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。（電流方向呢？）原電池工作原理分析：Zn極

電子:從Zn極流出電流:經(jīng)導(dǎo)線流入Zn極電極:負(fù)極（-）電極反應(yīng):Zn-2e-=Zn2+反應(yīng)類型:

氧化反應(yīng)外電路Zn極:Zn變成Zn2+進(jìn)入溶液中

Zn極周圍溶液的電荷:有多余的正電荷離子移向:陽離子(Zn2+、H+)移向正極內(nèi)電路閉合回路Cu極電子：經(jīng)導(dǎo)線流入Cu極電流：從Cu極流出電極：正極（+）電極反應(yīng)：2H+

+

2e-

=H2反應(yīng)類型:還原反應(yīng)Cu極：表面上有氣泡產(chǎn)生

Cu極周圍的電荷:有多余的負(fù)電荷

離子移向:陰離子(SO42-、OH-)移向負(fù)兩極上進(jìn)行陰陽離子作定向移動（電解質(zhì)導(dǎo)電）電子(電流)流動方向:電解質(zhì)溶液中離子的移動方向：陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。記憶：原氧負(fù)，電還陰帶負(fù)電的（陰離子）移向化合價升高的一極（負(fù)極）電子不下溶液，離子不上導(dǎo)線“負(fù)極出電子，電子回正極”3、原電池的特點：1）、氧化反應(yīng)（負(fù)極）、還原反應(yīng)（正極）分別在兩極上發(fā)生。有電流產(chǎn)生（電能）。利用原電池原理可制作各種電池，如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池……。2）、正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進(jìn)行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計算。3）、加快反應(yīng)速率。例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量

CuSO4以加快反應(yīng)速率。4）、電極：負(fù)極有損耗（金屬溶解或燃料氣體失去電子變成離子進(jìn)入溶液中）。正極有新物質(zhì)生成（陽離子或非金屬單質(zhì)得到電子被還原成氣體或金屬單質(zhì)或生成離子進(jìn)入溶液中）。構(gòu)成原電池的條件（可以）（可以） （不可以）形成條件一：通常用活潑性不同的兩種材料作電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬或非金屬（如石墨等）132探究（可以） （不可以）形成條件二：兩極之間填充電解質(zhì)溶液；鹽酸45（不可以）形成條件三：必須形成閉合回路67（不可以）形成條件四：必須存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)4、構(gòu)成原電池的條件:有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（化學(xué)能）→關(guān)鍵。有活性不同的兩極。有電解質(zhì)溶液（內(nèi)電路）。電極、電解質(zhì)溶液必形成閉合回路。酒精稀H2SO4稀H2SO4(A)(B)(C)(D)(E)練習(xí):下列裝置中，能組成原電池的是:(

D、E、

)原電池中正負(fù)極的判斷（原氧負(fù)）一般是活潑的金屬為負(fù)極練習(xí):下列裝置是不是原電池?若是,指出正負(fù)極.電極反應(yīng)式(離子反應(yīng)式)和原電池總反應(yīng)式的書寫:負(fù)極——失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)（一般是負(fù)極本身失電子）正極——得電子，發(fā)生還原反應(yīng)（一般是溶液中陽離子在正極上得電子，但也可能是

O2在正極上得電子）（3）總反應(yīng)式=正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式練習(xí)判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若⒈不是，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.①(×)②(×)③(∨)負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+正極：2H++2e-＝H2↑總反應(yīng)：Zn+2H+＝Zn2++H2↑④(∨)⑤(∨)負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+正極：2H++2e-＝H2↑總反應(yīng)：Zn+2H+＝Zn2++H2↑負(fù)極：Fe－2e-＝Fe2+正極：Cu2++2e-＝Cu總反應(yīng)：Fe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑥(×)⑦(∨)負(fù)極：Fe－2e-＝Fe2+正極：2H++2e-＝H2↑總反應(yīng)：Fe+2H+＝

Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑1.把a、b、c三種金屬片浸泡在稀H2SO4中。若a、b相連時，a為負(fù)極；b、c相連時，c為負(fù)極；a、c相連時，c上有氣泡冒出。則這四種金屬的活動性順序（

）A.

a>b>c;C.

c>a>b;B.

a>c>bD.b>a>cB氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+銅鋅原電池失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)