6.1化学反应与电能 课件(共18张PPT含视频) 高中化学人教版(2019)必修第二册

(共18张PPT)
第1节 化学反应与能量变化
第六章 化学反应与能量
课堂引入
思考：如果没有电，我们的生活将发生什么样的变化？
课堂引入
思考：我们在日常生活中离不开电的使用，你能说出生活生产中电能的来源吗？
太阳能发电
风力发电
核能
地热能发电
水力发电
生物质能
潮汐能发电
火力发电
课堂引入
2015年：79.9%
2018年：77%
近几年中国发电总量构成对比
2019年：72%
2022年：60%
1. 火力发电——化学能间接转化为电能
二、化学反应与电能
蒸汽
化学能
热能
机械能
电能
燃烧
发电机
1. 火力发电——化学能间接转化为电能
火力发电存在着以下弊端：
(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。
化学能(燃料)
燃烧
热能
蒸汽
轮机
机械能
发电机
电能
直接？
问：是否可以研发一种装置，省略掉中间的转化环节，使化学能直接转化为电能呢？
思考：
1.如何把化学能直接转变为电能的装置？
电子定向移动
氧化还原反应
2.电流是怎样产生的？
3.什么样的化学反应存在中有电子的转移？
4.写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析
Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
2e-
什么方法可使Zn与H+分开，从而让电子定向移动呢？
实验探究
实验6-3
课堂探究
探究实验 讨论与交流
实验一： 分别将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中 观察锌片和铜片上现象和差别？
实验二： 锌片和铜片先接触插入稀硫酸溶 液中，然后再用导线连接 观察锌片和铜片上有何现象？
推测原因
实验三： 锌片和铜片通过导线接电流 表插入稀硫酸溶液中 观察电流表上有何现象？
注意电流表指针偏转方向
课堂探究
实验一
锌片表面有气泡，
铜片无明显变化
放热
原因是与金属活动性顺序有关。
实验二
铜表面出现大量气泡，锌表面也有气泡。
实验三
铜片上：有气泡
锌片上：逐渐溶解
电流表：指针偏转
电流表指针发生偏转，说明导线中有电流产生
2. 原电池
二、化学反应与电能
(1)定义：将化学能转化为电能的装置
(2)本质：将氧化反应和还原反应分开，分别在两个不同的区域进行
(3)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。
问：电子能不能在溶液中自由移动？导线和溶液中的导电微粒相同吗？原电池的工作原理又是怎么样的？
稀硫酸
锌片
铜片
Zn-2e－=Zn2+
氧化反应
负极
发生溶解
2H++2e－=H2↑
还原反应
正极
产生气泡
外电路
内电路
负极 沿导线 正极
正极 沿导线 负极
电子流向：
电流方向：
阳离子 正极
阴离子 负极
原电池总反应：_____________________
注意：电子不下水，离子不上岸
Zn+2H+=Zn2++H2↑
(4)工作原理
2. 原电池
课堂练习
×
√
√
×
×
×
【例2】判断下面装置是否构成原电池，并说明原因。
(5)原电池的构成要素
2. 原电池
核心灵魂：自发的氧化还原反应
躯壳装置：
①两个电极做正负极（金属与金属、金属与非金属）
②电解质 (溶液或者熔融)
③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
负极：活动性较强的金属作负极，失电子，发生氧化反应
正极：活动性较弱的金属或能导电的非金属（如：石墨）作正极，得电子，发生还原反应。
(6)原电池的正负极判断方法
2. 原电池
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
稀硫酸
(7)原电池原理的应用
2. 原电池
①比较金属活泼性
方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。
Al—Zn—NaOH
Al—Cu—浓HNO3
一般规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼。
问：有没有特例？
(7)原电池原理的应用
2. 原电池
②加快反应速率
③设计原电池
④保护金属材料
实验室制H2时，由于锌太纯，反应较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
船体的材料一般为铁合金，因此在航行过程中会形成原电池，铁作为负极会被锈蚀，可在船体镶嵌锌块以保护船体。
a.确定氧化还原反应，写出电极反应
b.选择电极材料及电解质溶液
c.画出装置图
2. 原电池小结