6.1 课时2 化学反应与电能 课件（共26张ppt） 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修2

第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化 课时2
直接？
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
1.知道原电池的装置特点和原理。
2.学会简易电池的设计与制作思路。
(2)燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化还原反应的本质是电子转移。
化学能
（燃料）
热能
机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
（蒸汽轮机）
(1)能量转换
知识点一：原电池
化学能 　　 电能
直接
1.化学能与电能的转化装置
电池
减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便
存在氧化还原反应吗？
氧化还原反应的能量
电能
直接转化
设计一种装置，使反应中的电子转移在一定条件下形成电流
化学电池
【实验6-3】
(1)分别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) 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。
【第一步】
稀H2SO4
Zn
Cu
实验现象
离子方程式
思考问题
寻找答案
你对问题
2的想法
锌表面有气泡产生，铜表面无明显现象
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？
2.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？
用导线将锌表面的电子引出来
【第二步】
稀H2SO4
实验现象
离子方程式
思考问题
寻找答案
组内交流
列出想法
大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.铜片上为什么会有气泡冒出，H+得到的电子是Cu失去的吗？
2.在这个过程中Cu起什么作用？
3.怎样才能知道导线中有电子通过？
Cu起传导电子的作用。
可用电流表（灯泡）测电流及方向。
Zn
Cu
【第三步】
稀H2SO4
实验现象
解释现象
思考问题
寻找答案
组内交流
列出想法
锌表面无气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。
1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？
2.你认为这个过程能量是如何转化的？
化学能直接转化为电能
电子由Zn→导线→铜片→H+ 定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转
Zn
Cu
A
【实验现象】铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。
【实验结论】导线中有电流通过（产生电能）
稀H2SO4
Zn
Cu
A
【离子反应式】
Zn+2H+=Zn2++H2↑
【能量转换形式】
化学能 电能
2.原电池
(1)定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。
电流方向
正极→负极
稀硫酸
Cu
Zn
A
-
+
电流与电子移动的方向相反
e-→e-→e-→e-
(2)正负极：
负极：
电子流进（或电流流出）的一极
正极：
电子流出（或电流流进）的一极
稀硫酸
Cu
Zn
A
-
+
e-→e-→e-→e-
2.工作原理
负极
氧化反应
Zn－2e-=Zn2+
正极
还原反应
2H++2e-=H2↑
原电池总反应式：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
【原电池原理】负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。
原电池反应的本质是：氧化还原反应。
较活泼金属
较不活泼金属
负 极
正 极
发生氧化反应
发生还原反应
e-
电流
电子流出，电流流入
电子流入，电流流出
这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流
电子(电流)流动方向：
电解质溶液中离子的移动方向：
阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
“负极出电子，电子回正极”
3.构成原电池的条件
【探究】构成原电池的条件
稀H2SO4
Zn
Zn
稀H2SO4
Cu
Cu
稀H2SO4
Zn
C
形成条件一：通常用活泼性不同的两种材料作电极
负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）
×
×
√
稀盐酸
Zn
Cu
酒精
Zn
Cu
形成条件二：
两极之间填充电解质溶液；
√
×
稀盐酸
Zn
Cu
Zn
Cu
稀盐酸
稀盐酸
√
×
形成条件三：
必须形成闭合回路
稀H2SO4
Cu
C
×
形成条件四：
必须存在自发的氧化还原反应
【构成原电池的条件】
(1) 有自发进行的氧化还原反应（化学能）→关键
(2) 有活性不同的两极
(3) 有电解质溶液（内电路）
(4) 电极、电解质溶液必形成闭合回路
Zn
Cu
稀硫酸
Zn
Fe
A
稀硫酸
C
Zn
Fe
C
A
稀硫酸
A
稀硫酸
A
-
+
-
+
-
+
-
+
【练习】
①判断下列原电池的正负极
②下列哪个装置能构成原电池
√
×
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电极反应式和总反应式。
Ag
Fe
I
e-
e-
I
Fe
Ag
Fe－2e - = Fe2+
2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑
Zn
Cu
Zn－2e - = Zn2+
Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu
不活泼金属或非金属导体
活泼金属
电子流入
电子流出
还原反应
氧化反应
电极增重或产生气体
电极减轻
溶液中离子流向
阳离子流向正极
阴离子
流向负极
【如何判断原电池的正负极】
4.原电池的种类
正极
负极
电解质溶液
①锌锰干电池
电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐被消耗，二氧化锰不断被还原，属于一次电池。
②二次电池
放电：化学能转化为电能
充电：电能转化为化学能
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂电子电池
【探究】简易电池的设计与制作
【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的构成要素。
【用品】水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，，电流表。
【实验】
（1）水果电池
（2）简易电池
练一练
稀硫酸
Ag
Cu
A
稀硫酸
Zn
Cu
稀硫酸
Zn
Fe
1.判断下列装置哪些能够构成原电池
√
×
√
√
√
×
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.某小组同学用如图所示装置探究金属锌与稀硫酸的反应，实验发现A中溶液温度升高，B中电流计指针发生偏转。
（1）A中反应的离子方程式为 。
（2）B中Cu板上的现象是 有大量气泡产生，电极反应式为 。
（3）从能量转化的角度看，A、B中反应物的总能量 （填“大于”“小于”或“等于”）生成物总能量。A中化学能转变为 ，B中将化学能主要转变为 。
Zn+2H+=Zn2++H2↑
2H++2e-=H2↑
大于
热能
电能
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
失e，沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e- =H2↑
阴离子
阳离子
总反应：
负极
正极
2H++2e- =H2↑
Zn-2e- =Zn2+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(离子方程式）
（化学方程式）
电极反应
正极：
负极：
（氧化反应）
（还原反应）
阳离子