化学人教版（2019）必修第二册6.2化学反应与电能（共28张ppt）

(共28张PPT)
§6.2 化学反应与电能
化学能
热能
化学能
电能
化学能
机械能
太阳能
化学能
人类对能源的利用
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
煤
石油
天然气
太阳能、风能、
地热能、氢能、
海洋能、生物质能
人类对能源的利用
人类对能源的利用
各式各样的电器
我们的生活很难离开电力
电是从哪里来的？
化学能与电能
我们日常使用的电能主要来自火力发电
2015年我国发电总量构成图
物质中的化学能在什么条件下能转化为电能？
蒸汽热能
机械能
燃料化学能
电能
火力发电
每一种能量形式转化成另外的一种能量形式必然存在能量的损失
燃料燃烧
蒸汽轮机
发电机
转化次数越多，能量损失越多
化学电池
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。
伏
特
电
堆
电池发展史
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。
电能是如何产生的？
e-
e-
Cu
A
Zn
Zn2+
H+
SO4
2-
Zn
H2
Zn2+
H+
总反应：
操作1：将锌片放入稀硫酸中
SO42—
氧化反应：Zn – 2e- = Zn2+
现象：
①浸泡在稀硫酸中的锌逐渐溶解；
②浸泡在稀硫酸中的锌表面有大量气泡产生。
同时同地
（有点挤）
我要下去
让我上去占座
Zn
H2
Zn2+
H+
操作2：将锌片和铜片同时放入稀硫酸中
SO42—
现象：
Cu
浸泡在稀硫酸中的铜片表面无明显现象。
在同一电解质溶液中，
不同金属失去电子的能力是不一样的！
Zn
Zn2+
H+
操作3：将稀硫酸中的锌片和铜片用导线和电流计连接
SO42—
现象：
Cu
铜片上有气泡产生，串联的电流表指针发生偏转
思考：铜片上的氢气是如何产生的？
H2
A
铜片:
还原反应
锌片:
Zn – 2e- = Zn2+
氧化反应
e-
e-
这种把化学能转化为电能的装置
→原电池
Zn
Zn2+
H+
对比两组装置
SO42—
Cu
H2
A
还原反应
氧化反应
e-
e-
Zn
H2
Cu
Zn2+
H+
SO42—
Zn – 2e- = Zn2+
同时异地
（加快反应速率）
Zn
Zn2+
H+
原电池小结
SO42—
Cu
H2
A
e-
e-
铜片:
锌片:
Zn – 2e- = Zn2+
正极
得电子
还原反应
负极
失电子
氧化反应
电子流动方向：
负极→导线→正极
离子移动方向：
阳离子→正极
阴离子→负极
总反应：
电子不下水
离子不上岸
正正
负负
原电池的构成要素
同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。
[提出问题]影响自制电池效果的因素有哪些？
[查阅资源]电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
[实验探究]Ⅰ.按如图连接水果电池。
原电池的构成要素
Ⅱ.实验记录如下：
序号 电极 电极间距 水果种类 电流表示数(μA)
① Cu—Al 2.0 cm 西红柿 78.5
② Cu—Fe 2.0 cm 西红柿 70.3
③ Al—Al 2.0 cm 西红柿 0
④ Cu—Al 2.0 cm 柠檬 45.7
⑤ Cu—Al 1.0 cm 柠檬 98.4
⑥ 石墨棒—Al 1.0 cm 柠檬 104.5
原电池的构成要素
[反思与探讨]
(3)水果电池中，水果的作用是__________________。
(4)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件为__________________________________，构成水果电池的其他要素还有___________________________、_________________、__________________。
提供电解质溶液
两极金属活动性不同
能自发进行的氧化还原反应
形成闭合回路
有电解质溶液
Zn
稀硫酸
Cu
A
Zn
酒精
Cu
A
电流表指针不偏转
原电池的构成要素一：离子导体和电子导体
Zn
稀硫酸
玻璃
A
Zn
稀硫酸
C
A
Zn
稀硫酸
Zn
A
电流表指针偏转
电流表指针不偏转
电流表指针不偏转
原电池的构成要素二：合适的电极材料
原电池的构成要素三：自发进行的氧化还原反应
2.合适的电极材料
（电极是氧化反应和还原反应分别进行的场所）
3.自发进行的氧化还原反应
1.电子导体（导线）和离子导体（电解质溶液或熔融电解质）
原电池的构成要素
简记：两极、一液、一线、一反应
下列装置中能够组成原电池的有哪些？其他不能构成原电池的请分别说明理由。
应用体验一
短路
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
如图所示电流计的指针发生偏转，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可以分别为Fe、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
应用体验二
C
如将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中，经过一段时间后，下列叙述正确的是( 　　)
A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出
B．负极附近Cl－的浓度逐渐减小
C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大
D．溶液中Cl－的浓度基本不变
应用体验三
D
（1)若a、b相连，a为负极。
（2)若c、d相连，d上有气泡逸出。
（3)若a、c相连时，a的质量减少。
（4)若b、d相连，b为正极。
把a、b、c、d 4种金属浸入到稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池，请根据下列信息，判断四种金属的活动性顺序。
应用体验四
a > b
c > d
a > c
d > b
a > c＞b＞d
某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。试根据表中的实验现象回答下列问题：
应用体验五
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Al、Mg 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨
4 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg
5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al
(1)实验1、2中Al 所作的电极(正极或负极)是否相同？______(填“是”或“否”)。
(2)由实验3完成下列填空：
①铝为_____极，电极反应式：_______________________；
②石墨为_____极，电极反应式：_____________________；
③电池总反应式：__________________________。
(3)实验4中铝作负极还是正极？_______，
理由是___________________________________________________________。
写出铝电极的电极反应式：_______________________________________。
(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：___________________________________________________________________。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：__________________________________________。
应用体验五
否
负
2Al－6e－===2Al3＋
正
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
负极
Al与NaOH溶液自发进行氧化还原反应，而Mg与NaOH溶液不反应
Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]—
①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液
Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应被氧化，Al是原电池的正极