6.1化學(xué)反應(yīng)與能量變化++課件++【知識專講精研】高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量湖北省利川市第一中學(xué)我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電?；鹆Πl(fā)電是通過化石燃料燃燒時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?；鹆Πl(fā)電過程中，化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程，間接轉(zhuǎn)化為電能。其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵。第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能化學(xué)能

電能

機(jī)械能

熱能

燃燒

蒸汽發(fā)電機(jī)？【實(shí)驗(yàn)6-3】(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(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。(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)。1.實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因解釋Zn片：___________________________Cu片：_______反應(yīng)的離子方程式：________________________Cu片表面無明顯變化的原因：________________________________________________________鋅片溶解，表面產(chǎn)生無色氣泡無變化Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑銅排在金屬活動(dòng)性順序表氫的后面，不能從酸溶液中置換出氫氣一、原電池Zn片是否溶解：_____Cu片上是否有氣泡：_______電流表A指針_____電流表指針偏轉(zhuǎn)說明：______________Cu片上有氣泡說明：____________________________________________________________________溶解有氣泡偏轉(zhuǎn)導(dǎo)線中有電流

溶液中的氫離子在銅片表面獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，從銅片上放出2.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為原電池。+-3.電極反應(yīng)：電極材料原電池正負(fù)極電極反應(yīng)式發(fā)生的反應(yīng)Zn片Cu片電極總離子反應(yīng)負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）小結(jié)：負(fù)極失去電子的一極氧化反應(yīng)活性強(qiáng)正極得到電子的一極還原反應(yīng)活性弱CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子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)極陽離子正極外電路內(nèi)電路2H++2e－=H2↑4.工作原理：5.實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極材料負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：電極材料需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）

①兩種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)構(gòu)成原電池的條件鋅銅稀硫酸判斷正、負(fù)極的方法負(fù)極正極導(dǎo)線電子流向流出流入導(dǎo)線電流流向流入流出溶液陰陽離子流向陰離子流向陽離子流向電極活潑性活潑不活潑反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象溶解/質(zhì)量減輕冒氣泡/質(zhì)量增加H+SO42-Zn2+H+SO42-Zn2+e-e-e-e-ＣuＺnH+H+H2H2SO42-H+H+

原電池以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行，并配合溶液中陰陽離子的定向移動(dòng)，從而產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。e－6．原電池原理及應(yīng)用如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。

原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。(1)加快氧化還原反應(yīng)速率原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。

例如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A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A＞B。(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱(3)設(shè)計(jì)原電池在設(shè)計(jì)原電池時(shí)，若給出的是離子反應(yīng)方程式如：2Fe3+＋Cu==Cu2+＋2Fe2＋

1、電解液：硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵等2、電極材料：

負(fù)極：銅正極：石墨或比銅不活潑的其他金屬3、電極反應(yīng)式

負(fù)極：Cu-

2e-=

Cu

2+正極：2Fe3+

+

2e-=

2

Fe2+簡易電池的設(shè)計(jì)與制作【目的】根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)和制作簡易電池，體會(huì)原電池的構(gòu)成要素?！居闷贰克ㄌO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、電子音樂卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表。【實(shí)驗(yàn)】（1）水果電池（2）簡易電池二、原電池的設(shè)計(jì)與制作1.一次電池——酸性鋅錳干電池工作原理負(fù)極鋅筒鋅被氧化,逐漸消耗電解質(zhì)氯化銨—正極石墨棒二氧化錳被還原特點(diǎn)放電后不能充電便于攜帶,價(jià)格低三、生活中的原電池(1)定義有些電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)放電(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)與充電(電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能)的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。

(2)常見充電電池。①鉛酸蓄電池;②鎳氫電池;③鋰離子電池。2.二次電池發(fā)展中的燃料電池燃料電池是一種將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。當(dāng)以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。與常規(guī)發(fā)電廠相比，其二氧化碳排放量明顯降低。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，這時(shí)電池起著類似試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)用電器負(fù)載的變化，而且不需要很長的充電時(shí)間，在航天、軍事和交通等領(lǐng)城有廣闊的應(yīng)用前景。3．燃料電池【化學(xué)與職業(yè)】電池研發(fā)人員電池研發(fā)與生產(chǎn)、生活和軍事等領(lǐng)域的發(fā)展密切相關(guān)。電池研發(fā)人員的工作包括電池構(gòu)成材料的研制、電池性能的改進(jìn)和應(yīng)用的拓展等。以燃料電池為例，研