2.2 课时2 化学反应能量转化的重要应用—化学电池 课件(共21张PPT) 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第二册

(共21张PPT)
化
学
能
热能
电能
热能
光能
电能
光能
铝热反应焊接钢轨
第2章 化学键 化学反应规律
第2节 化学反应与能量转化 课时2
1.认识原电池的构成条件，理解原电池的工作原理并能书写电极反应式。
2.能根据原电池的构成条件及工作原理，设计简单的原电池。
化学能（燃料）
热能
机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
（蒸汽轮机）
经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
直接？
化学反应能量转化的重要应用——化学电池
活动·探究
观看实验视频，记录实验现象并回答下列问题：
1.接通导线前，反应中哪种物质失电子，哪种物质得电子？
2.接通导线后，反应中哪种物质失电子，哪种物质得电子？铜片上为什么会有气泡冒出？
3.在导线之间接入电流表后，指针为什么会发生偏转？
视频
【第一步】
稀H2SO4
Zn
Cu
实验现象
离子方程式
思考问题
你对问题 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？
Zn 失电子，H+得电子
【第二步】
稀H2SO4
Zn
Cu
实验现象
离子方程式
思考问题
你对问题 的想法
铜片上产生大量气泡，锌片部分溶解
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
2.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？铜片上为什么会有气泡冒出？
Zn 失电子，H+得电子
Zn 失去的电子通过导线传到铜片上，H+在铜片上得电子生成氢气
【第三步】
稀H2SO4
Zn
Cu
A
思考问题
你对问题 的想法
3.在导线之间接入电流表后，指针为什么会发生偏转？
电子由Zn→导线→铜片→H+ 定向移动产生电流，故表的指针发生偏转
电流方向与电子移动的方向相反
【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
1.原电池
（1）定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。
（2）工作原理
稀硫酸
Cu
Zn
A
-
+
e-→e-→e-→e-
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↑
原电池反应的本质是：氧化还原反应。
（3）构成原电池的条件
稀硫酸
Cu
Zn
A
-
+
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：能导电的较不活泼的金属或非金属（如石墨等）
条件二：两极之间填充电解质溶液
条件三：必须形成闭合回路
条件四：必须存在自发的氧化还原反应
1.下列装置哪些能形成原电池？哪些不能？并说明理由。
[练一练]
稀H2SO4
Zn
Zn
稀H2SO4
Cu
Cu
稀H2SO4
Zn
C
×
×
√
稀盐酸
Zn
Cu
酒精
Zn
Cu
√
×
稀盐酸
Zn
Cu
Zn
Cu
稀盐酸
稀盐酸
√
×
稀H2SO4
Cu
C
×
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
2.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
2.认识其他类型的化学电池
如图为氢氧燃料电池的简易装置图：
（1）分析该装置是如何将化学能转化为电能的？
（2）氢氧燃料电池由哪几部分构成？各部分的作用是什么？
（1）氢氧燃料电池
当氢气和氧气在该条件下接触稀硫酸时，氢气失去电子被氧化为H+进入溶液，电子由左侧石墨电极经导线移向右侧石墨电极，氧气从石墨电极上得到电子与溶液中的H+反应生成水，电子在导线上做定向移动，形成电流，将化学能转化为电能。
（1）分析该装置是如何将化学能转化为电能的？
（2）氢氧燃料电池由哪几部分构成？各部分的作用是什么？
构成部分 构成物质 作用
电极 正极电极
正极反应物
负极电极
负极反应物
电子导体
离子导体
自发的氧化还原反应
石墨电极
氧气
石墨电极
氢气
导线
稀硫酸溶液
2H2＋O2===2H2O
连接内外电离，形成电势差，使电流分布均匀
保证正、负极间的电离导电作用，形成闭合回路
提供电子，提供能量
正极
负极
电解质溶液
（2）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。
（3）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
1.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
[练一练]
2.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