化学人教版(2019)必修第二册6.1.2化学反应与电能 原电池(共23张ppt)

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名称 化学人教版(2019)必修第二册6.1.2化学反应与电能 原电池(共23张ppt)
格式 pptx
文件大小 6.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-03-09 21:57:57

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文档简介

(共23张PPT)
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
第六章 化学反应与能量
中国的新能源汽车销量好于欧洲品牌汽车原因:一方面中国的新能源汽车靠技术领先了欧洲各国, 还有一个重要的原因,导致欧洲的电动汽车发展落后于中国
这就是电价
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
2023年我国火力发电占比69%,水力13%,核能5%,风能太阳能13%左右
火力发电
直接?
化石燃料 燃烧发生氧化还原反应 ,使化学能→热能
关键
化学能
热能
机械能
电能
燃料燃烧
发电机
蒸汽轮机
能量转换:
弊端
1、煤炭是不可再生资源,会造成能源危机
2、煤炭燃烧会产生污染性气体
3、转换环节多,能量损耗大,能量的利用率低
伏打电池
伏打 1745年-1827年
人类在搞清楚电的本质后,想进一步研究电的性质。要研究电,就必须把电创造出来并存储起来,这就有了电池的发明。最早的电池是意大利物理学家亚历山德罗·伏打发明的伏打电池(电压的单位伏特就是以他的名字命名),1799年,伏打把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。
演示实验6-3
原电池实验
(1)将锌片、铜片插入盛稀硫酸的烧杯中,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间串联一个电流表G,观察电流表指针是否偏转。
H2SO4
稀硫酸
Cu
Zn
A
演示实验6-3
序号 实验步骤 实验装置 现象 结论或解释
Ⅰ 将锌片、铜片插入 盛稀硫酸的烧杯中,观察现象。
Ⅱ 用导线连接锌片和铜片,观察、比较导线连接前后的现象
Ⅲ 用导线在锌片和铜片间串联一个电流表G ,观察电流表指针是否偏转。
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
Zn
稀H2SO4
锌片溶解,
表面有气泡,
铜片表面没有气泡
锌片溶解、
铜片表面都有气泡。
铜片(锌片)上有气泡,
电流计指针偏转
Zn+2H+ = Zn2++H2↑,
铜与稀硫酸不反应
锌失去电子,经导线流向铜片,H+在铜片上得到电子还原成H2。

实验Ⅰ和实验Ⅲ中能量转化形式有什么不同的?
化学能 热能
Zn逐渐溶解
Zn表面产生气泡
溶液变热
化学能 电能
1.概念:原电池是将化学能转化为电能的装置。
Zn逐渐溶解
Cu表面产生气泡
指针偏转
一.原电池
2.本质:氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
工作原理 (反应方程式) 负极(Zn)
正极(Cu) 总反应离子方程式: 。 电子移动方向 由 极经导线流向 极(电流方向相反)。 离子移动方向 阳离子向 极移动,阴离子向 极移动。 Zn - 2e- === Zn2+
2H+ + 2e- === H2↑
Zn + 2H+ ==Zn2+ + H2↑
负 正
正 负
失去电子,发生氧化反应
得到电子,发生还原反应
e-
负极
正极
H+
SO42-
e-
e-
e-
反应实质:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
3.Zn-Cu-H2SO4原电池的工作原理:
4.粒子移动方向
外电路:
内电路:
阳离子 → 正极
阴离子 → 负极
负极 → 正极
正极→ 负极
电子e-:
电流I:
负极
正极
(导线中)
(溶液中)
原电池
电子不下水,离子不上岸
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn-2e-= Zn2+
2H++2e-= H2↑
氧化反应
还原反应
负极
正极
阳离子
阴离子
发生溶解
产生气泡
原电池总反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑
电子流向:负极 沿导线 正极
电流方向:正极 沿导线 负极
外电路
内电路
阴离子 负极
阳离子 正极
外电路
内电路
e-
I
练习题:下列装置哪些可以形成原电池
A
A
A
A
A
A
A
Zn Cu
Fe C(石墨)
Zn Cu
Zn Zn
Fe 陶瓷
Fe Cu
Cu C(石墨)
稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4
A B C D
Zn Cu
A
稀H2SO4 CuSO4溶液 酒精 稀H2SO4
E F G H
A B C
请同学们思考,化学电池由几部分组成,
它的构成条件是什么?
两极
一 液
一连线
一反应
一般有两种活泼性不同的金属电极(或一种是非金属导体,如石墨)
(2)有两种活动性不同的金属(或一种为石墨)作电极
(3)电极材料均插入电解质溶液或熔融的电解质中(离子导体)
(4)两极(用导线)相连形成闭合电路
5.原电池的构成条件
(1)能自发进行氧化还原反应
1. 下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
②原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反应
③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池
④碳棒不能用来作原电池的正极
⑤反应Cu+2Ag+= Cu2++2Ag可以自发进行
A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤
A
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
2. 请判断正负极,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
5.原电池正负极的判断方法
电极材料
反应类型
电子流向
电极现象
离子移向
负极
正极
较活泼金属
较不活泼金属或
能导电的非金属
氧化反应
还原反应
电子流出
电子流入
e-
不断溶解
质量减小
电极增重或
有气体产生
阴离子移向
阳离子移向
Cu
Zn
稀H2SO4
3. 如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是(  )
C
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
二.原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率
例:纯锌、粗锌(含杂质铜)与HCl反应哪个快?

例1.下列现象中,不是由于原电池反应造成的是( )
A.含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快
B.钢铁在潮湿的空气中易腐蚀
C.纯铁和盐酸反应,如滴入几滴硫酸铜溶液,则可加快反应速率
D.纯银器表面变黑
D
实验室制H2时,由于锌太纯,反应一般较慢,可加入少量CuSO4以加快反应速率 或 使用粗锌。
二.原电池原理的应用
2.比较金属活动性的强弱
例2.有a、b、c、d四种金属电极,根据实验装置及部分实验现象判断这四种金属的活动性最强的是( )
①a极质量减少,b极表面出现红色物质
②b极有气泡产生,c极无明显变化
③电子从c流向d
A.a B.b C.c D.d
A
3.设计原电池
例3.利用反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计一个原电池,下列装置示意图正确的是( )
A B C D
C
二.原电池原理的应用
4. 请判断以下原电池的负极是哪一极?
稀硫酸
Al
Mg
A
氢氧化钠
Al
Mg
A
稀硝酸
Fe
Cu
A
浓硝酸
Fe
Cu
A
5.如图所示,a的金属活动性在氢之前,b为碳棒。关于该装置的说法正确的是
A.a极上发生还原反应,b极上发生氧化反应
B.碳棒上有气体逸出,溶液中c(H+)增大
C.导线上有电流,电流方向a→b
D.反应后a极质量减小

a极作负极,失电子发生氧化反应,
b为正极,发生还原反应
H+在b极上得电子生成氢气,c(H+)减小
b→a
原电池
电极
正极
负极
电子流出(失电子)的一极
电极材料:
较活泼金属
电极材料:
电子流入(得电子)的一极
较不活泼金属或碳棒
电极
反应
负极:
正极:
电解质溶液中的阳离子得电子,发生还原反应
电极本身失电子,发生氧化反应
电池反应:
两电极反应式相加
电子流动方向:
负极 导线 正极
溶液中离子移动方向:
阳离子移向正极,阴离子移向负极
定义:把化学能转变为电能的装置
原电池形成条件
自发的氧化还原反应,电极材料,电解质溶液,闭合回路
原电池的应用
设计原电池
判断金属活泼性
加快反应速率