6.1.2化学能与电能 课件(共32张PPT含视频) 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共32张PPT)
第一节 化学能与电能
第二课时 化学能转化为电能
能源的多样性
水能
风能
石油
天然气
蒸汽
电能
原煤
能源分类
标准 分类 定义 举例
按转换过程分 一次能源 从自然界直接取得的自然资源 煤、石油、天然气等化石燃料，水能、风能、生物质能、太阳能等
二次能源 一次能源经过加工转换后获得的能源 各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气
按性质分 可再生能源 可持续利用的一次能源 风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能、沼气等
不可再生能源 经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源 石油、煤、天然气等化石燃料、核能等
按利用历史分 常规能源 在一定历史时期，已被人们广泛利用的能源 煤、石油、天然气等
新能源 随着科技的不断发展，才开始被人类采用的能源 地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能和生物质能等
天空中释放的闪电能产生巨大的能量
生活中人们使用的电能来自于哪里
能不能直接从自然界获取电能
1.我国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。
2.火力发电的原理
化石燃料
加热水
燃烧
汽化
蒸汽
推动
蒸汽轮机
发电机发电
带动
其中，燃烧（氧化还原反应）是关键
①煤炭是非可再生资源，会造成能源危机
②煤炭燃烧会产生污染性气体
③经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
4.火力发电存在的问题
直接？
3.能量转换过程
电子定向移动
氧化还原反应
写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析
【思考1】电流是怎样产生的？
【思考2】什么反应中有电子的转移？
探究把化学能直接转变为电能的装置？
Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
2e-
【实验6-3】
(1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。
(2) 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。
(3)如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。
一.将化学能直接转化为电能的装置——原电池
实验装置 实验现象 实验结论
锌片逐渐溶解并有气泡产生,铜片上无气泡。
锌是活泼金属能与稀硫酸反应产生氢气；铜不能与稀硫酸反应。
锌片逐渐溶解无气泡,铜片上有气泡。
产生H2(还原反应)的位置发生了改变
锌片不断的溶解，无气泡，铜片不溶解，但铜片上产生大量气泡；电流计的指针发生了偏转。
有电流产生，说明物质在发生化学反应的同时产生了电流，即化学能转化为电能
像实验Ⅲ这种装置就叫原电池
化学能 热能
化学能 电能
Zn逐渐溶解
Zn表面产生气泡
溶液变热
Zn逐渐溶解
Cu表面产生气泡
指针偏转
实验Ⅰ和实验Ⅲ中能量转化形式有什么不同的？
1、原电池的基本概念
将化学能转化为电能的一种装置
（1）原电池
（2）本质
氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行
原电池的反应本质是氧化还原反应
（3）电极名称
①负极：失去电子，发生氧化反应；
②正极：得到电子，发生还原反应。
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
2H++2e－=H2↑
氧化反应
还原反应
负极
正极
阳离子
阴离子
SO42-
锌电极溶解
铜电极上产生气泡
原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
电子流向：负极 沿导线 正极
电流方向：正极 沿导线 负极
外电路
内电路
阴离子 负极
阳离子 正极
外电路
内电路
e－
I
电子不下水
离子不上岸
工作原理
锌铜原电池的工作原理
工作原理 （反应方程式） 负极（Zn）
正极（Cu） 总反应离子方程式： 电子移动方向 离子移动方向 Zn - 2e- === Zn2+
2H+ + 2e- === H2↑
Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
由负极经导线流向正极（电流方向相反）
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动
负极
正极
原电池
正负极的判断
判断下列原电池的正负极
Zn
Cu
稀硫酸
Zn
Fe
A
稀硫酸
C
Zn
Fe
C
A
稀硫酸
A
稀硫酸
A
① 根据电极材料判断
-
+
-
+
-
+
-
+
负极: 较活泼的金属
正极: 较不活泼的金属或非金属导体
原电池
3、正负极的判断
②根据电极反应判断
负失氧
正得还
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
③根据电子或电流流动方向判断（外电路或导线）
电子：负极→正极
电流：正极→负极
④根据离子的定向移动方向（内电路或溶液）
阳离子→正极
阴离子→负极
e
e
原电池
3、正负极的判断
⑤根据电极现象判断（一般的）
电极不断溶解
有气泡冒出、有固体析出
负极
正极
⑥根据离子方程式判断
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
0 +1 +2 0
负极
在正极
A
Zn
Cu
H2SO4
内容内容内容
一、原电池
5.构成原电池的条件
①具有两个能导电的电极
稀硫酸
Zn Zn
一般为两种活动性不同的金属
稀硫酸
Zn Cu
较活泼的金属做负极
较不活泼的金属做负极
或金属与能导电的非金属（石墨等）
内容内容内容
一、原电池
5.构成原电池的条件
②具有电解质溶液或熔融电解质
稀硫酸
Zn Cu
酒精
Zn Cu
内容内容内容
一、原电池
5.构成原电池的条件
③电极间形成闭合回路
稀硫酸
Zn Cu
Zn Cu
稀硫酸
稀硫酸
Zn Cu
用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路
也可以让两个电极直接接触
内容内容内容
一、原电池
5.构成原电池的条件
④能自发进行氧化还原反应
一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应
即原电池的总反应
稀硫酸
Ag Cu
硫酸铜
Ag Cu
内容内容内容
一、原电池
5.构成原电池的条件
①具有两个能导电的电极
②具有电解质溶液或熔融电解质
④能自发进行氧化还原反应
一般为两种活动性不同的金属或金属与能导电的非金属（石墨等）
③电极间形成闭合回路
用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路，
也可以让两个电极直接接触
一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
Ag
Fe
G
盐酸
Al
Mg
G
蔗糖溶液
Cu
Zn
G
A
D
C
B
盐酸
Cu
Zn
CuSO4溶液
Cu
Zn
H2SO4
E
盐酸
生铁
F
装置是否为原电池的判断方法
原电池
4、原电池的应用
①制化学电源
心脏起搏器
心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的
原电池
4、原电池的应用
②加快反应速率
例如：实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢， 可加入少量CuSO4以加快反应速率
稀H2SO4
Zn
Cu
Zn+ CuSO4 =Cu + ZnSO4
锌、铜在稀硫酸溶液中形成原电池，加快锌与酸的反应速率
原电池
4、原电池的应用
③比较金属活动性顺序
【例】a、b、c三种金属，a与c构成原电池时，c作负极；
b与c构成原电池时， b作负极，判断a、b、c三种金属的金属性强弱为（ ）
A、a>b>c B、b>c>a
C、a>c>b D、c>b>a
B
一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极
练习
[例] X、Y、Z都是金属，
把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，
X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( )
Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ　Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ　　　
Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ　Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
C
原电池
通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，请解释原因
原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
如何避免轮船船身被腐蚀，延长其寿命？
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀
——金属防护问题
利用原电池原理，将金属作为正极保护起来
1．下列装置中，能构成原电池的是（ ）
A.只有甲　　 B．只有乙
C.只有丙 D．除乙均可以
甲　　　 乙　　　 丙　　　丁
C
2.如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是（　　）
A. B极为原电池的正极
B. A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸
C. C中阳离子向A极移动
D. A极发生氧化反应
C
3、对于原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（ ）
A．电子流入的一极为正极
B．发生还原反应的一极为负极
C．电子流出的一极为负极
D．发生氧化反应的一极为负极
B
4、某原电池2Fe3++Fe=3Fe2+不能实现该反应的
原电池是( )
A．正极Cu，负极Fe，电解质溶液FeCl3
B．正极C，负极Fe，电解质溶液Fe(NO3)3
C．正极Pt，负极Fe，电解质溶液Fe2(SO4)3
D．正极Ag，负极Fe，电解质溶液CuSO4
D