高中化学必修第二册《第一节 化学反应与能量变化》ppt课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
第一节 化学反应与能量变化
化学能与电能 原电池（第二课时）
“负极出电子，电子回正极”
4、原电池化学反应本质：
氧化还原反应
5、原电池电极名称及确定方法：
负极：还原性相对较强的材料
正极：还原性相对较弱的材料
活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。
①根据电极材料判断
练习：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
负极: 较活泼的金属
正极: 较不活泼的金属或非金属导体
-
+
-
+
-
+
-
+
原电池正负电极的判断方法
③根据电子或电流流动方向判断（外电路）：
电子从负极流出 沿导线 流入正极
电流从正极流出 沿导线 流入负极
e
e
④根据离子的定向移动方向（内电路）
阳离子向正极移动
阴离子向负极移动
②根据电极反应判断
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
⑥根据现象判断
电极不断溶解：负极
有气泡冒出、有固体析出：正极
⑤根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2↑
（负极）
（在正极）
特别提示：在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活泼性的相对强弱，还要考虑电解质溶液。
(1)Mg-Al和稀盐酸构成原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。
(2)Al-Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓HNO3，则Cu作负极。
原电池正、负极判断
负极：
正极：
明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的离子是否共存。
若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反应式。
再根据质量守恒和电荷守恒配平。
确保正、负极的得失电子相等后，
总反应式 = 负极反应式 + 正极反应式
电极反应式的一般书写程序:
还原剂—ne- = 氧化产物
氧化剂 + ne- = 还原产物
6、原电池电极反应式的书写
①Al作____极, ②Cu作____极
电极反应式是：
负极 ___________________
正极 ___________________
总反应式_____________________
例题1：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为稀硫酸
负
正
2Al-6e-=2Al3+
6H++6e-=3H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 ↑(2Al+6H+=2Al3++3H2 ↑)
例题2：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为浓硝酸
① Al作____极
② Cu作____极
电极反应式是：
负极 ___________________
正极 ___________________
总反应式_______________________
Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O(Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O)
正
负
2NO3-+4H++2e-=2NO2 ↑+2H2O
Cu-2e-=Cu2+
① Al作____极
② Cu作____极
电极反应式是：
负极 ___________________
正极 ___________________
总反应式_______________________
例题3：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为NaOH溶液
负
正
2Al-6e- +8OH-=2AlO2- +4H2O
6H2O+6e-=6OH-+3H2 ↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)
书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的规则（打沉淀符号）；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与电解质溶液有关（如酸碱性，＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）。
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
练习
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.
①
②
③
(×)
(×)
(√)
2H++2e-＝H2↑
负极：
总反应：
正极：
Zn－2e-＝Zn2+
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
⑤
④
(√)
(√)
负极：
正极：
总反应：
正极：
负极：
总反应：
Zn－2e-＝Zn2+
2H++2e-＝H2↑
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
Fe－2e-＝Fe2+
Cu2++2e-＝Cu
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
（氧化反应）
（还原反应）
Zn片： Zn －2e- = Zn2+
Cu片：2H++2e- = H2 ↑
电极反应式：
总化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
总反应式：
Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑
2e-
原电池的工作原理小结
知 识导 学
概念 将化学能转变为电能的装置叫做原电池
Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
实质 化学能转变为电能
构成前提 能自发地发生氧化还原反应
构成条件 ①两个电极；
②电解质溶液；
③构成闭合回路
电极构成 正极、负极 Zn：负极　Cu：正极
电极反应 负极：失去电子，发生氧化反应；
正极：得到电子，发生还原反应 负极：Zn失去电子，发生氧化反应；
正极：Cu2＋得到电子，发生还原反应
知 识导 学
电子及电流的流向 外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反；
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由正极流向负极 外电路：电子由Zn极经导线流向Cu极，电流由Cu极流向Zn极；
内电路：SO42－ 、OH－移向Zn极(负极)，Cu2＋、Zn2＋移向Cu极(正极)
电极反应式与反应总式的关系 两个电极反应式相加，即得反应总式 负极：Zn－2e－===Zn2＋；
正极：Cu2＋＋2e－===Cu；
总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
工作原理
示意图
【提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。
2.构成原电池的条件
(1)具有活泼性不同的两个电极。
(2)两电极必须插入电解质溶液中。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
小结本节内容
1.原电池是将化学能转化为电能的装置。
3.原电池工作原理口诀
原电池分两极；负氧化正还原；电子由负向正；离子阳正阴负。
4.原电池正、负极的判断方法
首先准确判断元素化合价的变化，然后根据原电池工作原理判断。
化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极；
化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。
5.一般来说，负极质量减小，正极质量不变或增加。
(1)相对活泼性强的金属为负极，另一个为正极
(3)电子由负极流向正极。
(2)发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。
(4)电流由正极流向负极。
(5)阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( )
C
A
Zn
Cu
H2SO4
Cu
Zn
A
酒精
A B
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
C D
A
Cu
Cu
H2SO4
2、把A,B两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中,结果发现A金属上有气体产生,则下列说法正确的是( )
A. A为正极,A较活泼 B. B为负极,B较活泼 C. A上发生的是氧化反应 D. A的质量减小
B
3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
( D )
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；
B. 保持平衡状态；
C. 铁圈向下倾斜；
D. 银圈向下倾斜；
4.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( )
A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
B
5.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 PH( )
A.不 B先变大后变小
C逐渐变大 D.逐渐变小
C
6.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是( 　　 )
C
A B C D
正极 Zn Cu Cu Fe
负极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
7、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）
A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液
A
C
A
B
D