6.1.2化學反應與電能課件高一下學期化學人教版2

第六章第一節(jié)化學反應與能量變化第二課時

化學反應與電能情景導入你看過傳說中的“水果電池”嗎？電池在日常生活中的應用隨處可見情景導入思考與討論能否找到一種裝置將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？優(yōu)點：煤炭我國資源豐富，廉價方便；電能清潔安全，又快捷方便。缺點：產(chǎn)生大量溫室氣體；廢氣可能導致酸雨；廢料、廢水任意排

放造成污染；能量轉(zhuǎn)換有損耗、效率低。理論分析電池電源+-負極：e-流出的一極正極：e-流入的一極什么類型化學反應如何實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移？如何實現(xiàn)呢？氧化劑：失電子還原劑：得電子物理角度化學角度寫一寫：寫出鋅和稀硫酸反應的離子方程式并畫出單線橋Zn+2H+==Zn2++H2稀硫酸Zn實驗探究實驗探究1.將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片上有氣泡冒出，銅片上無現(xiàn)象2.用導線連接鋅片和銅片銅片上有氣泡冒出3.用導線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)【實驗結(jié)論】裝置中有電流產(chǎn)生，化學能轉(zhuǎn)化為電能原電池1.定義：將化學能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置電源+-2.

Zn-Cu-H2SO4

原電池的工作原理：負極：Zn－2e-=Zn2+（氧化反應）正極：2H++2e-=H2↑（還原反應）電池總反應：Zn+2H+==Zn2++H2↑負極：e-流出的一極正極：e-流入的一極反應本質(zhì)沒有改變改變的是氧化和還原反應在兩個區(qū)域發(fā)生原電池CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應還原反應負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：Zn+2H+=Zn2++H2↑陰離子負極陽離子正極外電路內(nèi)電路2H++2e－=H2↑注意：電子不下水，離子不上岸電子流向：負極

沿導線

正極失去電子得到電子吸引陽離子吸引陰離子原電池3.電極反應：電極材料原電池正負極電極反應式發(fā)生的反應Zn片Cu片電極總反應負極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應還原反應Zn+2H+=Zn2++H2↑（兩個電極反應之和）小結(jié)：負極失去電子的一極氧化反應活性強正極得到電子的一極還原反應活性弱探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件形成條件1：能自發(fā)進行的氧化還原反應（不可以）Ag探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件2：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件（可以）（不可以）形成條件3：電極需浸入電解質(zhì)溶液中探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件形成條件4：必須形成閉合回路（不可以）（可以）原電池4.構(gòu)成條件理論上，自發(fā)的

反應均可構(gòu)成原電池。具體條件是：①具有

的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導電的非金屬)；②溶液：兩電極均插入

溶液中；③導線：兩極用導線相連，形成

?；顒有圆煌娊赓|(zhì)氧化還原閉合回路原電池判斷下列原電池的負極材料是什么？a極b極電解質(zhì)溶液負極AlFe稀鹽酸

AlMg稀H2SO4

AlMg濃HNO3

AlCu濃HNO3

AlMgNaOH溶液

FeCCuSO4

AlMgMgCuAlFe如何判斷原電池的負極？①一般較活潑的金屬作負極。②失去電子，發(fā)生氧化反應的是負極。③電子流出（電流流入）的是負極。④陰離子移向的一極是負極。⑤電極溶解（質(zhì)量減少）的為負極。原電池A．①②⑤⑥B．④⑥⑦⑧⑨C．②⑤⑥⑦D．④⑥⑦⑨如果能形成原電池，請找出負極是哪一極？哪些能形成原電池（

）D√√√√原電池【思考】請判斷以下能否形成原電池，如果能形成，負極是哪一極？稀硫酸AlMgA氫氧化鈉AlMgA稀硝酸FeCuA濃硝酸FeCuA稀硫酸硫酸銅Zn原電池鹽橋工作示意圖1.連通電路2.使溶液呈電中性3.使電流持續(xù)穩(wěn)定原電池5.原電池的應用①比較金屬活潑性

③保護金屬材料④設(shè)計電池②加快反應速率（注意：選擇合適電解質(zhì)）一般：負極>正極如：制氫氣加入少量硫酸銅溶液如：船體鑲鋅塊稀硫酸AlMgA稀硫酸AlMgANaOH原電池6.設(shè)計原電池(1)定反應：確定一個能夠自發(fā)進行的氧化還原反應。(2)拆兩半：將氧化還原反應拆分為氧化反應和還原反應兩個半反應還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負極電極反應)；氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應)。(3)找材料：電極材料必須導電，負極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應中，本身失去電子的材料；電解質(zhì)溶液一般能與負極反應。(4)畫裝置：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。原電池寫總反應以及電極反應式、并判斷正負極負極(銅)：Cu-2e-=Cu2+正極(銀)：2Ag++2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2++2AgCuAgAgNO3CFeCuSO4正極(石墨)：Cu2++2e－=Cu負極(鐵)：Fe

－2e－

=Fe2+

Fe＋Cu2+＝Fe2＋＋Cu原電池電極反應式的書寫1.確定正負極，得失電子情況2.根據(jù)反應環(huán)境確定生成物，氣體符號要標，沉淀符號不用標3.看電荷是否守恒，如果不守恒，根據(jù)反應環(huán)境添加離子，達到電荷守恒4.根據(jù)反應環(huán)境添加水，達到原子守恒常見的化學電源

常見的鋅錳干電池的構(gòu)造如圖6-10所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)溶液，鋅筒作負極。在使用過程中，電子由鋅筒（負極）流向石墨棒（正極），鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。這種電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應無法逆向進行），屬于一次電池。Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O負極(Zn):

正極(C)：Zn-2e-=Zn2+2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O常見的化學電源負極:

正極:正極：PbO2負極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液正負極材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電

有些電池放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態(tài)，從而實現(xiàn)放電（化學能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為化學能）的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上使用的大多是鉛酸蓄電池。Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O常見的化學電源發(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）的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學反應裝置，具有清潔、安全、高效等特點。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達到80%以上。當以氫氣為燃料時，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時，產(chǎn)物為水和二氧化碳?？偡磻?H2+

O2