6.1化学反应与能量变化 课件（17张PPT）高中化学人教版（2019）必修 第二册

(共17张PPT)
化学反应与能量变化
化学能
燃料燃烧
热 能
蒸汽轮机
发电机
机械能
电能
直 接？
火力发电
1.使用的化石燃料属于不可再生能源;
2.化石燃料的燃烧会产生大量有害气体;
3.能量经过多次转化，利用率低.
火力发电弊端
【思考】如何提高能量利用率呢？
化学能
燃料
燃烧
热能
蒸汽
轮机
机械能
发电机
电能
直接？
火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。
【回顾】氧化还原反应的本质是__________.
电子转移
【思考】若能设计一种装置使电子持续地定向流动起来，
结果会___________.
形成电流
【目标】设计一种装置，使反应中的电子转移在一定条件下形成电流，让氧化还原反应释放的能量直接转化为电能。
【环节一】通过实验感受氧化还原反应的电子转移
实验步骤 实验操作 实验现象 原因解释
步骤1: 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 Zn片：_____ Cu片：_____ 溶液：_____ 离子方程式：
___________
Cu片表面无明
显现象的原因：
__________
实验步骤 实验操作 实验现象 原因解释
步骤1: 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 Zn片：__________ _______________ Cu片：__________ 溶液：__________ 锌片反应的离子方程式：
_________________
Cu片表面无明显现象的原因：
__________________________________________________________________________________
锌片溶解，
表面产生大量气泡
无明显现象
Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑
铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气。
颜色无变化
【环节一】通过实验感受氧化还原反应的电子转移
实验步骤 实验操作 实验现象 原因解释
步骤2: 用导线连接 锌片和铜片 Zn片：____ Cu片：____ 溶液：____ Cu片表面产生
气泡的原因：
___________
【环节一】通过实验感受氧化还原反应的电子转移
实验步骤 实验操作 实验现象 原因解释
步骤2: 用导线连接锌片和铜片 Zn片：__________ Cu片：___________ 溶液：_________ Cu片表面产生气泡的原因：
_____________________________________________________________________
_______________________
逐渐溶解
表面产生气泡
锌片失去电子，电子通过导线流向Cu片，溶液中的H+从Cu片上得到电子被还原，
以H2的形式在铜片上逸出。
【思考】铜片表面产生无色气泡这能否认为Cu与稀硫酸反应生成了H2？
不可能，首先铜在金属活动性顺序表氢的后面，不可能与酸反应生成H2；
其次，若铜片反应，则 Cu 片会溶解，同时溶液会变蓝色，与事实不符。
颜色无变化
？
【环节二】通过实验证明氧化还原反应中的电子转移
实验步骤 实验操作 实验现象 原因解释
步骤3: 用导线在锌片和铜片之间串联个电流表 Zn片：______ Cu片：______ 电流表：_____ 电流表指针发
生偏转说明：
___________
实验步骤 实验操作 实验现象 原因解释
步骤3: 用导线在锌片和铜片之间串联个电流表 电流表： ________________
指针发生偏转
2. 原电池的反应本质是氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
1. 原电池定义：
将化学能转化为电能的装置。
在原电池中，电子流出的一极是____极；电子流入的一极是_____极。
负
正
电流表指针发生偏转说明______________
_______________
【环节二】通过实验证明氧化还原反应中的电子转移
反应过程中有电
流产生
【思考】通过宏观的实验现象证明了电流的产生，那么微观的反应是如何进行的呢？
H+
Zn2+
H+
Zn2+
e-
e-
e-
e-
Cu
Zn
H+
H+
H2
H2
H+
H+
Zn失去电子
e-从锌极流出
e-经导线
e-流入铜极
H+在Cu上得e-
Zn-2e-=Zn2+
2H+ +2e-=H2
【环节三】原电池的工作原理
氧化反应
还原反应
总反应：Zn+2H+ = Zn2++H2 ↑
电子移动方向：
电流移动方向：
离子移动方向：
负极→导线→正极
正极→导线→负极
阳离子→正极
阴离子→负极
A
外电路
内电路
【思考】为什么导线连接后电子会从Zn片转移到Cu片上？
河水流动→动能：
动能来自势能转化（高处→低处）
电子流动→动能：
动能来自电子的势能转化
（活泼金属→相对不活泼金属）
电子转移规律：
1.电子势能：Zn＞H2＞Cu，电子从高势能向低势能移动。
2.金属活泼性差异越大，电子势能差越大（此时电压
越大），电子转移趋势越大。
【环节三】原电池的工作原理
【思考】铜锌原电池各部分的作用是什么？
Zn—
Cu—
稀硫酸—
导线—
电流表—
负极电极，提供电子
正极电极，导电但比Zn活泼性差
提供得电子和定向移动的离子
连接正负极，传递电子
检测电流
【思考】要构成一个原电池，以上装置的
各个组成部分是否唯一不可替代呢？
(1)只改变Zn片,还可选择_____________；
(2)只改变Cu片,还可选择___________________；
(3)只改变稀H2SO4,还可选择____________________。
Mg、Al、Fe等
Sn、Ag、石墨等
稀盐酸、CuSO4溶液等
【思考】下面的装置是否可以构成原电池？
①
②
③
④
不可以
不可以
不可以
可以
【环节四】总结构成原电池的条件
①电极：具有 的两个电极；
②溶液：两电极均插入 溶液中；
③导线：两极用导线相连，形成_________；
④反应：自发的 反应。
活动性不同
电解质
氧化还原
闭合回路
【学以致用】Cu-Zn原电池能给手机充电吗？
【信息】Cu-Zn原电池电压1.2V，手机充电器必须达到4.2V以上才能给手机充电。
【思考】如何增大原电池的电压？
方案一、把几个原电池装置串联起来。
方案二、通过更换电极来增大电压：
铜锌原电池的弊端：
电压小、电流不稳定、携带不便等。
电子势能差越大，电压越大，故Zn电极换成
Mg电极，Cu电极换成石墨可以增大电压。
常见的电池 锌锰干电池 铅酸蓄电池
图 例
分 类
优 点
缺 点
使用方便
不可重复使用
可反复使用
会污染环境
【环节五】化学电池
科学技术的进步加速了电池技术的发展，锌锰干电池、铅酸蓄电池等传统电池的性能有了明显提高。
一次电池
二次电池
新型化学电池 锂离子电池 燃料电池
图 例
优 点 所有电池改进的核心是围绕如何让电子“更多、更久、更好”地转移，从而造福我们伟大的人类。
【环节五】化学电池
高效、安全、环保
同学们，再见