化学人教版（2019）必修第二册6.1.2化学反应与电能（共26张ppt）

(共26张PPT)
第一课时 化学反应与电能
第六章　化学反应与能量
第一节　化学反应与能量变化
素养要求
1.设计实验认识构成原电池的条件。
2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。
3.了解原电池工作原理的应用。
你知道我们日常使用的电能，是如何得来的吗？
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
情境引入
1
原电池构成条件及工作原理
任务一 火力发电过程中的能量转化
1. 能源的分类
直接从自然界取得的能源
（1）一次能源
例如： 流水、风力、原煤、原（石）油、天然气、天然铀矿、核能等
2、二次能源
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源。
例如：电能、蒸汽等
注：使用电器都需要电能，电能是现代社会应用最广泛，使用最方便，污染最小的一种二次能源又称电力
任务一 火力发电过程中的能量转化
2.火力发电——化学能间接转化为电能
化学能（燃料）
燃烧
热能
蒸汽
轮机
机械能
发电机
电能
直接？
其中能量转换的关键环节是______(氧化还原反应)。
燃烧
【思考】火力发电的缺点是什么？
①煤炭是不可再生能源，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。
任务一 火力发电过程中的能量转化
1799年意大利物理学家伏特发明了世界上第一个发电器，也就是电池组，伏特电堆开创了电学发展的新时代。
19世纪，英国化学家尼克尔森和卡莱尔利用伏特电池成功的电解了水，证明了水是由氢和氧两种元素组成的化合物。
英国化学家戴维，利用串联起来的伏特电池组，通过电解法发现了几种活泼的金属元素。比如金属钠和金属钾。
实验探究
实验6-3
任务二 探究原电池的形成过程
（1）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）如图6-6所示，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。
任务二 探究原电池的形成过程
实验探究
实验装置
实验现象 铜片： 锌片： 铜片： 锌片： 铜片：
锌片：
电流表：
实验结论
没有变化
逐渐溶解，
有气泡产生
有气泡产生
逐渐溶解
有气泡产生
逐渐溶解
指针发生偏转
锌与稀硫酸反应产生氢气，而铜不反应
锌失去电子，经导线流向铜片，H＋在铜片上得到电子被还原生成H2
锌与稀硫酸反应产生氢气（氢气从铜片逸出）导线中有电流通过
将 能直接转化为 能的装置。
任务二 探究原电池的形成过程
3、原电池
化学
电
电极：
负极：电子流出的一极，发生氧化反应；
正极：电子流入的一极，发生还原反应。
（1）概念：
(2)原电池的构成条件
装置条件
活动性不同的两个电极
形成闭合回路
电极插入电解质溶液
自发的氧化还原
发生 反应
本质
反应条件
【探究】结合上述实验和动画演示，分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向。
电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子 SO42-，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
3、原电池工作原理
H+
Zn2+
H+
Zn2+
e-
e-
e-
e-
Cu
Zn
H+
H+
H2
H2
H+
H+
e－
任务二 探究原电池的形成过程
任务二 探究原电池的形成过程
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
【总结】
知识辨析
正误判断
(1)火力发电过程中，机械能转化为电能是整个能量转化的关键(　　)
(2)原电池的电极材料必须是金属(　　)
(3)原电池工作时，正极与负极转移电子数相同(　　)
(4)在锌铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液流回锌(　　)
(5)原电池中阳离子向正极移动(　　)
×
×
√
×
√
总结归纳
电极名称的判断方法
2
原电池工作原理的应用
任务三 原电池工作原理的应用
【问题1】用Zn和稀盐酸反应制氢气时，加快该反应的方法有哪些？
锌和置换出的铜、稀盐酸构成了原电池，可以加快反应速率
思考与讨论
【问题2】为了使反应加快，常常加入少量CuSO4溶液，请问这是为什么？
2.比较金属的活动性
一般，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性： 。
任务三 原电池工作原理的应用
1.加快氧化还原反应的进行
在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。
B作正极
A作负极
稀H2SO4
A＞B
任务三 原电池工作原理的应用
3.设计原电池
(1)给定氧化还原反应设计原电池
一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。
电极总反应：Cu＋2AgNO3= Cu(NO3)2＋2Ag
还原剂：
氧化剂：
正极材料：
正极反应方程式：
负极反应方程式：
Cu（作负极材料）
AgNO3
Cu－2e- === Cu2＋
2Ag＋＋2e- === 2Ag
石墨等金属性小于铜的固体
任务三 原电池工作原理的应用
(2)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，小型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等），电流表。
【实验】
（1）水果电池
（2）简易电池
水果电池
简易电池
任务三 原电池工作原理的应用
动手设计水果电池
动动手
小组小结
间接：
直接：
化学能
燃烧
热 能
蒸汽
机械能
发动机
电能
装置
原电池
化学能
与
电能
原电池
将化学能转化为电能的装置
定义
构成条件
活动性不同的两个电极
形成闭合回路
电极插入电解质溶液
电池
反应
电子
电流
氧化还原反应
由负极流向正极
由正极流向负极
离子
负负正正
当 堂 练 习
3
任务四 限时训练
选项 A B C D
M 石墨 Zn Fe Al
N Ag Ag Cu Al
P 稀硫酸 蔗糖溶液 FeCl3溶液 NaOH溶液
1.(2023·辽宁抚顺高一校联考期中)下列各组材料组成如图装置，电流表指针能发生偏转的是( )
C
任务四 限时训练
2.(2023·安徽芜湖一中高一质检)a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两组成原电池。若a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，d极质量减少；a、c相连时，c极上产生大量气泡；a、d相连时，H＋移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为（ ）
A.b＞a＞d＞c B.b＞d＞a＞c
C.b＞a＞c＞d D.b＞d＞a＞c
A
任务四 限时训练
3.(2023·广东肇庆高一质检)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，部分实验结果记录如下：
根据表中记录的实验现象，推断下
列说法不正确的是（ ）
A.实验2、3中Al均作电池的负极，
提供电子
B.实验2中H＋在Cu极上发生还原
反应，电流表的指针偏向Cu
C.实验3中的Al电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
D.通过实验3可说明金属性：Mg>Al
D
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀硫酸 偏向Al
2 Cu、Al 稀硫酸 ……
3 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
任务四 限时训练
4.(2023·深圳高一校联考期中)海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂—海水电池以金属锂为负极，石墨为正极，下列关于该电池的描述正确的是（ ）
A.正极上发生氧化反应
B.电流由Li流向石墨
C.Li＋由正极向负极迁移
D.电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
D