【化學(xué)】化學(xué)反應(yīng)與電能課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(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)電存在什么問(wèn)題？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)能燃燒蒸汽發(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？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逐漸溶解Zn表面產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象：【實(shí)驗(yàn)一】

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式并畫出單線橋?！緦?shí)驗(yàn)二】鋅片上產(chǎn)生大量的氣泡銅片無(wú)明顯現(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Cu稀硫酸Zn

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】電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)A一、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+e－I負(fù)極正極電子流出的一極電子流進(jìn)的一極正極負(fù)極鋅片銅片2.工作原理H+ZnZn2+H2e-氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑e-負(fù)極正極SO42-陰離子移向陽(yáng)離子移向H+1）原電池的電極反應(yīng)總結(jié)：2）原電池中離子的移動(dòng)方向3）原電池中電子的移動(dòng)方向通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)想想原電池是由哪幾部分組成的，構(gòu)成原電池的條件有哪些？怎樣才能構(gòu)成一個(gè)原電池呢？（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等探究2:構(gòu)成原電池的條件（可以）（不可以）形成條件二：需電解質(zhì)溶液探究2:構(gòu)成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（可以）探究2:構(gòu)成原電池的條件形成條件四：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)兩極一液一反應(yīng)ABCDE√【練習(xí)】下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？√F√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu√ZnH2SO4溶液

G4.判斷原電池正負(fù)極方法判斷依據(jù)正極負(fù)極電極材料電子流向電極反應(yīng)電極現(xiàn)象溶液中離子流向不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體

活潑金屬

電子流入

電子流出

還原反應(yīng)

氧化反應(yīng)

電極增重或產(chǎn)生氣體

電極減輕

陽(yáng)離子流向正極陰離子流向負(fù)極把A、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)，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時(shí)，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時(shí)，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>

）①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞D【練習(xí)】②A＞BC＞DA＞CD＞B5.原電池原理的應(yīng)用①制作化學(xué)電源②加快反應(yīng)速率例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，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。③判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕二、原電池的設(shè)計(jì)與制作簡(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?！緦?shí)驗(yàn)】（1）水果電池（2）簡(jiǎn)易電池超級(jí)檸檬電池1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)火力發(fā)電是將化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。（

）(2)HCl＋NaOH==NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，可以設(shè)計(jì)成原電池。（

）(3)將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入酒精中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（

）(4)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。（

）√××√【課堂練習(xí)】2.如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.B極為原電池的正極B.A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸C.C中陽(yáng)離子向A極移動(dòng)D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)C【課堂練習(xí)】①普通電池Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=2MnOOH＋Zn(NH3)2Cl2

⑵一次電池——干電池KOHZn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2

②堿性鋅錳干電池2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－

負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2

正極：電解質(zhì)溶液：電極反應(yīng)：電池總反應(yīng)：⑶二次電池——充電電池（蓄電池）例：鉛蓄電池：Pb—PbO2—H2SO4(aq)2、電極反應(yīng)：PbO2＋4H+＋SO42-+2e-=PbSO4

+2H2O—（Pb）：Pb＋SO42-－2e－=PbSO4

+（PbO2）：1、電池總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放電

注：PbSO4是沉淀。充電⑷燃料電池將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。①負(fù)極燃料失電子被氧化，正極一般是氧氣得電子被還原②總反應(yīng)即燃料的燃燒，注意產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)H2SO4(aq)H2O2—+負(fù)極：2H2-4e-=4H+正極：O2+4e-+4H+=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O例1：H2/H+（aq）/O2:KOH(aq)H2O2—+負(fù)極：2H2-4e-+4OH—=4H2O正極：O2+4e-+2H2O=4OH—總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O例2：H2/OH—（aq）/O2:【挑戰(zhàn)】用金屬鉑片插入H2SO4溶液或KOH溶液中作電極，在兩極上分別通入燃料和氧氣，寫出以下兩種燃料電池的電極反應(yīng)方程式乙醇燃料電池甲烷燃料電池6、常見化學(xué)電源化學(xué)電源一次電池二次電池燃料電池如氫氧燃料電池等鉛蓄電池鋰離子電池銀鋅蓄電池堿性鋅錳電池普通鋅錳干電池銀鋅紐扣電池⑴化學(xué)電源的分類（干電池最常見）（可充電電池、蓄電池）草稿紙拿出來(lái)，我們來(lái)練習(xí)原電池的電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)吧?。?！Fe/CuSO4（aq）/CuMg/NaOH（aq）/AlMg/H2SO4（aq）/AlCu/HNO3（濃）/Fe設(shè)計(jì)原電池2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+當(dāng)堂鞏固：1、汽車的啟動(dòng)電源常用鉛蓄電池，其放電時(shí)的原電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是 (

)A.Pb是正極B.PbO2得電子，被氧化C.負(fù)極反應(yīng)是Pb＋SO42-－2e－===PbSO4D.電池放電時(shí)，溶液的酸性增強(qiáng)2、氫氧燃料電池可以使用在航天飛機(jī)上，其反應(yīng)原理示意圖如下圖。下列有關(guān)氫氧燃料電池的說(shuō)法，正確的是A.該電池工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.該電池中電極a是正極C.外電路中電子由電極b通過(guò)導(dǎo)線流向電極aD.該電池的總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2ODC3、下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是 (

)A.手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極B4、已知空氣—鋅電池的電極反應(yīng)為鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，據(jù)此判斷，鋅片是(

)A.正極，被還原 B.正極，被氧化C.負(fù)極，被還原 D.負(fù)極，被氧化D5.練習(xí)：鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋MnO2=LiMnO2，下列說(shuō)法正確的是（

）A.Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋B.Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋C.MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2＋e－=MnO2-D.Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－2e－=Li2＋【課堂練習(xí)】B2、下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？稀硫酸稀硫酸AgFe(D)稀硫酸FeC(E)蔗糖ZnC(A)Zn稀鹽酸Zn(B)稀硫酸MgAl(C)√√