第六章第一节化学反应与能量变化 第二课时 课件（25张ppt） 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共25张PPT)
　化学反应与能量变化 第二课时
电是从哪来的？
我们的生活很难离开电
电能是怎么来的？
酸雨的破坏
风
力
发
电
火
力
发
电
水
力
发
电
核能
发
电
能转化为电能
一、化学能转化为电能
1、火力发电原理与过程
提问：火力发电中能量发生了怎样的转换过程？
化学能
热能
机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
火电过程：化学能→ 热能 → 机械能→ 电能

什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能的前提呢？
化学能　　 电能
直接
思考：
能否让
氧化还原反应→有电子的转移
稀H2SO4
Zn
Cu
锌表面有气泡产生，铜表面无明显现象。
稀H2SO4
Zn
Cu
大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解。
Zn +2H+ = Zn2+ +H2↑
发生了什么？
实验1
实验2
A
Zn
Cu
稀H2SO4
锌表面无气泡，
铜表面有气泡，
电流表发生偏转。
说明有电流产生！！
实验3
原电池
（1）定义：把化学能转变为电能的装置.
（2）原电池工作原理
e-
Cu
Zn
Zn2+
H+
H+
负极
正极
SO42-
A
Zn－2e- = Zn2+
负极：
氧化反应
正极：
2H++2e-=H2↑
还原反应
总反应式:
Zn+2H+ == Zn2+ + H2↑
2e-
锌片
铜片
内电路，外电路：
外电路：电子由负极流向正极，
电流由正极流向负极。
阳离子
阴离子
负极
正极
内电路：阴离子移向负极，
阳离子移向正极。
注意：电子不下水，离子不上岸
原电池正负极的判断方法
电极材料
反应类型
电子流向
电极现象
离子移向
负极
正极
较活泼金属
较不活泼金属或
能导电的非金属
氧化反应
还原反应
电子流出
电子流入
e-
不断溶解
质量减小
电极增重或
有气体产生
阴离子移向
阳离子移向
判断正负极写出总反应式及电极反应式
【例题1】
负极(铜)：Cu - 2e- = Cu2+
正极(银)：2Ag+ + 2e- = 2Ag
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
Cu
Ag
AgNO3
C
Fe
CuSO4
正极(石墨)：Cu2++2e－=Cu
负极(铁)：Fe －2e － = Fe2+
Fe ＋ Cu2+＝Fe2＋＋ Cu
电极反应方程式的书写
探讨：原电池的构成条件
A
Zn
Cu
H2SO4
原电池 ① ②
电流表指针 偏转
区别 结论 偏转
两极材料不同
有活泼性不同的两极
不偏转
A
Zn
C
H2SO4
①
A
Zn
Zn
H2SO4
②
实验4
A
Zn
Cu
H2SO4
原电池 ③ ④
电流表指针 是否偏转
区别 结论 不偏转
溶液不同
电极材料均插入电解质溶液中
偏转
A
Zn
Cu
HCl
③
A
Zn
Cu
酒精
④
实验5
A
Zn
Cu
H2SO4
原电池 ⑤
电流表指针 偏转
区别 结论
A
C
Cu
H2SO4
⑤
不偏转
电极材料不同
能自发地发生氧化还原反应
实验6
电流表指针 原电池 ⑥组
偏转
区别 结论 不偏转
容器不同
两极相连形成闭合回路
A
Zn
Cu
H2SO4
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
⑥
实验7
小结：形成原电池的条件
①具有活泼性不同的两个电极。
②两电极必须插在电解质溶液中。
③能自发地发生氧化还原反应。
④形成闭合回路。
化
学
能
与
电
能
间接：
直接：
化学能
燃烧
热能
蒸汽
机械能
发动机
电能
装置
原电池
概
念
构成条件
工作原理
课堂小结：
1. 下列叙述正确的是（ ）
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应
③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池
④碳棒不能用来作原电池的正极
⑤反应Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可以自发进行
A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤
A
2. 如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是（ ）
A.电子由铜通过导线流向锌
B.该装置是将电能转化为化学能的装置
C.锌电极发生氧化反应
D.电流由锌通过导线流向铜
C
1.下列装置中能组成原电池形成电流的( )
C
A
Zn
Cu
H2SO4
Cu
Zn
A
酒精
A B
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
C D
A
Cu
Cu
H2SO4
⒈
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由.
①
②
③
(×)
(×)
(√)
④
(√)
⑤
(×)
3．把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连A为负极；C、D相连D上有气泡逸出；A、C相连A 上发生氧化反应；B、D相连，B是电子流入的一极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为(　　)
A A＞B＞C＞D B A＞C＞B＞D
C A＞C＞D＞B D B＞D＞C＞A
C
常见的化学电源
一次电池：放电之后不能充电的电池。
（内部氧化还原反应无法逆向进行）
负极（锌筒）：Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反应
正极（石墨棒）：MnO2 得电子 还原反应
锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。
正极(C)： 2MnO2 + 2NH4++2e- = Mn2O3+ 2NH3↑+H2O
Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3↑+H2O
锌锰干电池
负极: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4
正极: PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O
正极：PbO2
负极：Pb
电解质：H2SO4溶液
氧化反应
还原反应
正负极材料
Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。
二次电池
发展中的燃料电池
燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。
燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领城有广阔的应用前景。
燃料电池