高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)能與電能第一課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課件新人教版必修

第1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能之間轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。2.理解原電池的概念及工作原理。3.了解原電池的構(gòu)成與設(shè)計(jì)。[核心素養(yǎng)]1.科學(xué)探究：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)構(gòu)成原電池的條件及其原理，判斷原電池的正負(fù)極。2.創(chuàng)新意識(shí)：利用原電池原理能設(shè)計(jì)原電池。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.一次能源和二次能源(1)一次能源：直接從自然界取得的能源。如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、水力、潮汐、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等。(2)二次能源：一次能源經(jīng)過(guò)加工，轉(zhuǎn)換得到的能源。如電能、蒸汽能、機(jī)械能等。一、能源與火力發(fā)電2.火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能(1)火力發(fā)電的原理首先通過(guò)化石燃料

，使

，加熱水使之__________以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。(2)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芷癁檎羝?3)火力發(fā)電的弊端①化石燃料屬于不可再生資源，用化石燃料發(fā)電會(huì)造成資源的浪費(fèi)。②火力發(fā)電的過(guò)程中，能量經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)化，利用率低，能量損失大。③化石燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)(如SO2、CO、NO2、粉塵等)，污染環(huán)境?；鹆Πl(fā)電是通過(guò)氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種間接方式，在其過(guò)程中，燃燒是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。歸納總結(jié)解析例1下列敘述不正確的是A.根據(jù)一次能源和二次能源的劃分，氫氣為二次能源B.電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次

能源C.火力發(fā)電是將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程D.在火力發(fā)電過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能實(shí)際上是氧化還原反應(yīng)發(fā)生

的過(guò)程，伴隨著能量的變化答案√解析氫氣不能從自然界中直接取得，是二次能源，A正確；電能也是二次能源，且使用方便、污染最小，B正確；實(shí)驗(yàn)步驟解釋或說(shuō)明__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.實(shí)驗(yàn)探究鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而銅則不能二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能鋅與稀硫酸反應(yīng)，但氫氣在銅片上產(chǎn)生，導(dǎo)線中有電流鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但導(dǎo)線中無(wú)電流乙醇是非電解質(zhì)，與鋅、銅都不反應(yīng)2.原電池的概念原電池是將

能轉(zhuǎn)化為

能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是

反應(yīng)。3.原電池的構(gòu)成條件理論上，自發(fā)的

反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。具體條件是：(1)具有

的兩個(gè)電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。(2)溶液：兩電極均插入

溶液中。(3)導(dǎo)線：兩電極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路?；瘜W(xué)電氧化還原氧化還原活動(dòng)性不同電解質(zhì)原電池總反應(yīng)式：

；(2)能量轉(zhuǎn)化：

能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

能。4.原電池的工作原理(1)分析下圖并填空負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)Zn-2e-===Zn2＋2H＋＋2e-===H2↑Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑化學(xué)電相關(guān)視頻5.原電池工作原理的應(yīng)用(1)比較金屬活動(dòng)性原電池中，作負(fù)極的金屬活動(dòng)性一般比作正極的金屬活動(dòng)性

。(2)改變化學(xué)反應(yīng)速率如：在Zn和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅構(gòu)成原電池的正負(fù)極，從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率。(3)設(shè)計(jì)原電池如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)計(jì)成原電池，可用

作負(fù)極，__________作正極，

作電解質(zhì)溶液。強(qiáng)Fe銅(或石墨)FeCl3溶液歸納總結(jié)例2如圖所示裝置能夠組成原電池的是______。其他不能構(gòu)成原電池的說(shuō)明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案EFGA裝置的兩個(gè)電極的活潑性相同,電子不會(huì)流動(dòng)形成電流；B裝置為非電解質(zhì)溶液，不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；C裝置電解質(zhì)溶液在兩個(gè)分開的裝置中，不成形成閉合回路；D裝置無(wú)導(dǎo)線連接電極，不能形成閉合回路。它們均不能構(gòu)成原電池思維啟迪原電池的判定方法：一看反應(yīng)原理(能否自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng))；二看構(gòu)成條件(兩極一液成回路：兩個(gè)活潑性不同的電極，插入電解質(zhì)溶液中，裝置形成閉合回路)。解析原電池中，負(fù)極金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)溶解，質(zhì)量減小，故A極為負(fù)極，B極為正極，A、D項(xiàng)正確；A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時(shí)，可以構(gòu)成原電池，且現(xiàn)象符合題意，B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子移向正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤。例3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分別可以為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)答案解析√選項(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2例4某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是答案解析√解析將Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆開兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))：Zn－2e－===Zn2＋。還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：Cu2＋＋2e－===Cu。則電池的負(fù)極是Zn，正極是比鋅不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?，電解質(zhì)溶液中含Cu2＋。(1)依據(jù)：已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子)在正極上被還原。(2)選擇合適的材料①電極材料：電極材料必須導(dǎo)電。負(fù)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(yīng)中，本身失去電子的材料。②電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)?！O(shè)計(jì)原電池的方法方法技巧原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其工作原理是學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源(

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

)(3)原電池中的陽(yáng)離子由負(fù)極區(qū)向正極移動(dòng)(

)(4)在Zn|稀硫酸|Cu原電池中，電子由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向銅，再由銅通過(guò)電解質(zhì)溶液到達(dá)鋅(

)(5)把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴CuCl2溶液，氣泡放出速率加快(

)答案12345√×√×√ABCD鋰離子電池太陽(yáng)能集熱器燃?xì)庠罟杼?yáng)能電池2.(2017·北京101中學(xué)期中)下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是答案解析12345√12345解析A項(xiàng)，鋰離子電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故正確；B項(xiàng)，太陽(yáng)能集熱器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒是放熱反應(yīng)，是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，硅太陽(yáng)能電池是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故錯(cuò)誤。3.(2017·湖南郴州適應(yīng)性測(cè)試)如圖為某興趣小組制作的番茄電池，下列說(shuō)法正確的是A.電子由銅通過(guò)導(dǎo)線流向鋅B.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置C.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)D.電流由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向銅答案解析√1234512345解析A項(xiàng)，銅作正極，鋅作負(fù)極，因此電子由鋅流向銅，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋅作負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故正確；D項(xiàng)，電子與電流的方向相反，因此電流由銅極流向鋅極，故錯(cuò)誤。A.①②③④ B.④②①③C.③①②④ D.②①③④4.下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是答案解析√1234512345解析③中的鋅作負(fù)極，腐蝕速率最快；④中的鋅與外界不接觸，腐蝕速率最慢；②中的鋅作正極，腐蝕速率比①中的鋅要慢；因此腐蝕速率由慢到快的順序?yàn)棰堍冖佗?，故B正確。5.在銅鋅原電池中(如下圖)，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為____極，電極上發(fā)生的是______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為________________。鋅片上觀察到的現(xiàn)象為_________；銅為___極，電極上發(fā)生的是_____(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式________________；銅片上觀察到的現(xiàn)象為_________，原電池總反應(yīng)的離子方程式為______________________。12345答案解析負(fù)氧化Zn－