2.2.2 原电池（教学课件）(共28张PPT)-2022-2023学年高一化学鲁科版（2019）必修二

(共28张PPT)
1.常见的吸热反应、放热反应有哪些？
吸热反应：碳酸氢钠与柠檬酸的反应、
大部分分解反应如：碳酸钙受热分解、
C单质的反应如：CO2+C 2CO
碱与NH4Cl的反应
放热反应：
金属与水或酸的反应、燃烧、酸碱中和反应、
大部分化合反应、缓慢氧化反应等。
1molH20.5molO2
1molH2O
能量
反应过程
断键吸热E1
结论：
E1放热反应
从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质
成键放热
E2
2molH、1molO
反应物总能量
生成物总能量
2.能量变化的本质
放热反应
2H2+O2==2H2O
△E=4EH-O-(2EH-H+EO=O)
放出的热量=成键释放的能量—断键吸收的能量
CH4+2O2=CO2+2H2O
△E=(2EC=O+4EH-O)—(4EC-H+2EO=O)
第2节 化学反应的应用
第2课时 化学反应为人类提供能量——原电池
核心素养：通过“ 初识氢氧燃料电池”“ 设计一个简单的原电池”等活动，认识到原电池能将化学能转化为电能，并建立关于原电池构成的认识模型，发展“ 证据推理与模型认知”化学学科核心素养。
内容要求：
1.以燃料电池为例认识化学能可转化为电能
2.从氧化还原的角度认识原电池的工作原理及原电池构成的四要素。
3.会根据原电池原理判断离子、电子及电流的方向
4.会书写简单的电极反应式及总方程式
5.会根据原电池原理判断电池的正负极
6.会根据原电池原理设计原电池
学习目标
同学提问 ：
1.氧化反应场所，还原反应场所
2.分不清内外2个电路
3.内外2个电路形成闭合回路？内外2个电路是怎样连起来的？
电子：方向规定负电荷移动方向
电流：方向规定正电荷移动方向
实验步骤 现象 结论或解释
锌片上有气泡
Zn+2H+ = Zn2++H2↑
铜片上无气泡
铜与硫酸不反应
铜片上有气泡
稀硫酸
锌片
稀硫酸
铜片
稀硫酸
锌片
铜片
电流表发生偏转
？
⑴、定义：
利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置。
一、化学能转化为电能——原电池
⑴强者先行
e-
（2）Zn+2H+ = Zn2++H2↑
e-
负极：升失氧
正极：降得还
负极（锌片）：
Zn －2e - = Zn 2+
正极（Cu）：
2H++2e - = H2 ↑
稀硫酸
锌片
H+
Zn2+
e-
SO42-
还原性（失电子能力）：Zn>H
氧化性（得电子能力）：Zn2+Zn2+
e-
e-
e-
e-
H+
SO42-
电子移动方向：由负极向正极移动
稀硫酸
锌片
铜片
2、原电池工作原理
负极(-):电子流出的一极
Zn-2e-=Zn2+
(氧化反应)
正极(+)：
2H++2e- =H2↑
(还原反应)
e-
H+
SO42-
Zn2+
e-
阴离子
阳离子
氧化反应、还原反应分开在两极进行。
1、稀硫酸和氢氧化钠。
2、铁和氯化铁溶液的反应。
以下反应可否设计成原电池？
否
是
原电池的构成条件：
（1）自发进行的氧化还原反应
实验装置
①　　　 ②　 ③　　　
能否构成原电池
构成原电池条件
（电极材料）
实验探究二:
能
(2)活泼性不同的两个电极
能
不能
思考：
负极材料和正极材料可以是哪类物质？
负极：较活泼的金属(失电子、导电)
正极：较不活泼的金属、石墨等（导电）
实验探究三:
（溶液）
实验装置
（1） （2）　　　 （3）　　　　 　　　　　　　
能否构成原电池
构成原电池条件
能
Fe
能
不能
思考：
反应实质？
电极必须插入 电解质溶液 中
电解质溶液
原电池的负极和电解质
溶液发生氧化还原反应
实验探究四:
（是否闭合）
实验装置 　
（1） （2）　　　
能否构成原电池
构成原电池条件
不能
两极相连形成闭合回路
能
思考：
两电极直接接触算闭合回路吗？
是
3、原电池构成条件：
(1)首先是自发的氧化还原反应；
(2)两种活泼性不同的电极；
（金属或一种非金属导体）
(3)电解质溶液
(4)闭合回路
Zn
Cu
Zn
Cu
A
B
C
D
E
F
√
下列哪些装置能构成原电池？
√
G
√
水果
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+
正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑
正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu
试着写出下列原电池的两极上的电极反应：
总反应：Zn+2H+ = Zn2++H2↑
总反应：Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
2.请将氧化还原反应：Fe + CuCl2= Cu + FeCl2 设计成一个原电池，并写出正负极反应。
Fe
CuCl2 溶液
负极（铁片）： Fe －2e - = Fe2+
正极（碳棒）： Cu2+ + 2e- = Cu
利用Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，该原电池的电极反应式为：
负极(Cu)：Cu － 2e－ →Cu2＋(氧化反应)
正极(C)：2Fe3＋＋2e－→2Fe2＋(还原反应)
1、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为电池的负极。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．Y＞X＞Z
练一练
比较金属的活动性强弱: 金属性 负极>正极
电流：正极 负极
2H2+O2=2H2O
化合价升高，失去4e-，被氧化，发生氧化反应
e-
电极、反应场所
阳离子
阴离子
注意：
e-不下水
化合价降低，得到4e-，被还原，发生还原反应
2H2－4e－=4H＋
O2＋4e－ =2H2O。
H2－2e－=2H＋
或
负极：
正极：
＋4H＋
CH4
CH4+2O2=2H2O+CO2
负极：
正极：
CH4 =CO2
+2H2O
-8e-
+8H+
(1) 原电池：将化学能转化为电能的装置。
（1）首先是自发的氧化还原反应；
（2）两种金属活泼性不同的电极；
（金属或一种非金属导体）
（3）电解质溶液（离子导体）
（4）闭合回路（电子导体）
1、原电池原理：
2、 原电池的构成条件：
氧化反应
原电池
电解质溶液
失e-，沿导线传递，有电流产生
还原反应
阴离子
阳离子
负极
正极
导线
电解质溶液
负极反应物
失电子氧化反应
正极反应物
得电子还原反应
电解质溶液
传导电子
氧化反应
电极反应式：
Zn-2e-=Zn2+
还原反应
电极反应式：
2H++2e-=H2↑
2、现有A、B、C、D四种金属，把A、
B分别浸入稀H2SO4中，产生气泡都
很慢；把C、D分别浸入稀H2SO4中，
产生气泡都很快；把A、B用导线连
接时，A上有气泡析出；把C浸入D的
硝酸盐溶液中，C的表面有D析出。
这四种金属的活动性顺序由强到弱
为 。
C＞D＞B＞A
（3）加快氧化还原反应速率
例：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制H2，常用粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液(或稀盐酸)形成原电池，使产生H2的速率加快。
1、三个反应
负极：
还原剂-ne-=氧化产物
正极：
氧化剂+ne-=还原产物
2H2－4e－===4H＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
电池反应（总反应）：
2H2＋O2===2H2O
2.三个方向
电子：负 正
外电路：
内电路：
阳离子 正极
阴离子 负极
电流方向
电子不下水
外：正 负
内：负 正
没有条件
O2-
在水溶液中不存在
变价数
Fe为负极，Ag为正极，硫酸铜溶液为离子导体构成原电池
正负极反应物各是什么？-----
氧化还原反应？
正极反应物---氧化剂（降价）
负极反应物---还原剂（升价）
模型
分析：
溶液中铜离子在银电极上得电子，生成的铜附着在银电极上，使右侧电极增重
答案
Zn？
Cu2+
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe
活泼性：Zn>Fe
所以：Zn失电子为负极反应物
Zn
Zn2+
Fe电极增重
稀硫酸，现象？
Fe溶解Ag电极上有气泡
写出电极反应式、总方程式
负极：Fe-2e-=Fe2+
正极：Cu2++2e-=Cu