2.2.2 化学反应能量转化的重要应用——化学电池-2023-2024学年高一化学鲁科版必修第二册课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
第2节　化学反应与能量转化
第2课时 化学反应能量转化的重要
应用——化学电池
第2章　
化学键　化学反应规律
【自主学习】
1.氧化还原反应中概念间的关系
2.人们常常利用化学反应将化学能转化为 、 等其他形式的能量，用于生产、生活和科研
3.化学电池：根据 原理制成的电池
4.原电池：利用 反应将 能直接转化成 能的装置
热能
电能
原电池
氧化还原
化学
电
形
形
色
色
的
电
池
二、化学反应能量转化的重要应用——化学电池
观察·思考
1.初识氢氧燃料电池
思考问题：
1. 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？
2. 组装电池需要满足哪些基本条件？
负极
正极
还原剂失电子
氧化剂得电子
电子流出
电子流入
离子
导体
e-
导体
导线
电解质溶液
发生氧化反应
发生还原反应
+
-
e-
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
（1）原电池基本工作原理
闭合回路
原电池
的构成
2.两个电极
3.电子导体
1.电极反应物
——导线
——传导电荷的电解质
——导电的固体
——在两极上自发进行氧化还原反应
闭合
回路
4.离子导体
（2）原电池构成要素
例1 下列图示能形成原电池的有哪些？
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸
酒精
CuSO4溶液
√
√
√
√
×
×
×
认识锌锰干电池——
锌锰干电池分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池两种。酸性锌锰干电池的组成如右图所示。
在酸性锌锰干电池中，负极反应物和正极反应物分别是什么？正负极材料分别是什么？离子导体是什么？
负极反应物和负极材料
正极反应物
离子导体
正极材料
身边的化学
【交流·研讨】
2.设计简单原电池
活动·探究（课本P51页）
利用所给用品设计装置并进行实验，将下列反应所释放的能量转化为电能。
实验原理：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
实验用品： 锌片，铜片，石墨棒，稀硫酸，稀盐酸；
烧杯，导线，电流表，开关。
（或石墨）
设计思路及依据 实验装置 实验现象与电极反应
Zn+2H+====Zn2++H2↑ 负极：_____________；电极反应为
___________________
正极：铜片或石墨棒表面___________；电极反应为_________________
确定 负极 选择负极反应物:
选择负极材料:
确定 正极 选择正极反应物:
选择正极材料:
构成闭 合回路 选择离子导体:
选择电子导体:
锌片
锌片
氢离子
铜片（或石墨）
稀硫酸
导线
2H++2e-=H2↑
有气泡产生
思考
1. 分析下图所示原电池的工作原理。
2. 锌片、铜片与稀硫酸，哪些可以替换为其他物质却同样能产生电流？
铜锌原电池工作原理
正极
负极
氧化反应
电极反应式：
Zn-2e-=Zn2+
还原反应
电极反应式：
2H++2e-=H2↑
电解质溶液
不
断
溶
解
阳
离
子
移
向
e- 沿导线传递、有电流产生
阴离子移向
正极材料（导电）
电解质溶液
含有正极反应物H+
电子导体
负极材料（导电）
负极反应物
稀盐酸
活动性比锌弱的金属或石墨
替换
替换
总结
负极材料选择
正极材料选择
离子导体选择
不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体
金属（活动性比负极弱）或石墨
一般是能电离出正极反应物离子的电解质溶液
（燃料电池正极反应物为O2，电解质不做反应物）
负极反应物为金属时，用负极反应物做负极材料（活动性比正极强）
负极反应物不导电时，负极材料用惰性导电材料（如石墨）
原电池正负极材料和离子导体的选择
化学电池的分类
干电池
（一次电池）
充电电池
（二次电池）
燃料电池
例2 利用生活或实验室中的常用物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)实验用品：电极( 、 )、稀硫酸、 、 (填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流表)。
(3)实验装置(如图)
铁钉(或铁条)
铜钉(或铅笔芯、碳棒)
烧杯
导线
(4)原理分析
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机
是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中
的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为 。
②如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的 极，电极反应： ；另一极应该接电流表的 极，电极发生了 反应。
电能
负
Fe－2e－===Fe2＋
正
还原
课堂小结
化学电池
原电池
工作原理
构成
设计
电极
离子导体（电解质溶液）
电子导体（导线）
自发氧化还原反应
找电极材料、找电解质溶液、形成闭合回路