6.1.2 化学反应与电能（同步课件）-2023-2024学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）(共35张PPT)

(共35张PPT)
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
课时2 化学反应与电能
贰
叁
知识导航
本节重点
本节难点
火力发电
壹
原电池
贰
化学电源
叁
课堂导入
我们的生活很难离开电
生活中人们使用的电能来自于哪里
探究课堂
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
获取电源的途径
探究课堂
2001年
2015年
2018年
2018年，中国发电总量占比世界发电总量的1/4；近阶段，火电仍然是中国发电的主要组成；其它形式的发电占比逐年在增加。
近几年中国发电总量构成对比
探究课堂
火力发电的原理
蒸汽
化学能
热能
机械能
电能
燃烧
发电机
化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。
探究课堂
火力发电的弊端：
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。
蒸汽
化学能
热能
机械能
电能
燃烧
发电机
直接？
探究课堂
探究把化学能直接转变为电能的装置？
电流是怎样产生的？
什么反应中有电子的转移？
电子定向移动
氧化还原反应
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？
探究课堂
探究课堂
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
探究课堂
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。
铜锌未连接时反应的离子方程式
0
+1
0
+2
失 2e-
得 2×e-
Zn＋2H＋ = Zn2＋＋ H2↑
结论：锌与稀硫酸反应生成氢气，而铜不反应
铜锌未连接
探究课堂
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
铜锌连接
探究课堂
原电池
1.定义：将___________转变成___________的装置叫做原电池。
化学能
电能
A
Zn
Cu
SO42－
H+
H+
正极
负极
e－
2.本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
锌片：
铜片：
负 极
正 极
Zn－2e－ = Zn2+
2H+＋2e－ = H2↑
(氧化反应)
(还原反应)
探究课堂
原电池
3.电极：
正极：
负极：
电子流入的电极
电子流出的电极
通常是不活泼金属或石墨电极
通常是活泼金属
得电子，化合价降低，发生还原反应
失电子，化合价升高，发生氧化反应
探究课堂
电子、离子的移动方向
外电路：
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
SO42-
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
内电路：
外电路
内电路
4.工作原理
负氧正还
阳离子向正极移动；阴离子向负极移动
电子不下水，
离子不上岸
【提醒】电子不能进入水溶液，离子不能进入导线
【正向正,负向负】
原电池
探究课堂
×
√
√
×
×
×
下列装置是否可以构成原电池？
探究课堂
原电池
(4) 有自发进行的氧化还原反应
(1) 两个活泼性不同的电极，如：金属与金属、金属与非金属
(2) 电解质溶液 (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
5. 原电池的构成条件
探究课堂
原电池
6. 原电池正负极的判断
探究课堂
原电池
7. 原电池原理的应用
比较金属活泼性
① 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。
② 常见规律：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
有没有特例？
Al—Zn—NaOH
Al—Cu—稀HNO3
探究课堂
原电池
7. 原电池原理的应用
加快反应速率
设计原电池
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。
船体镶锌块
写出电极反应
选择电极材料及电解质溶液
画出装置图
探究课堂
【例1】下列设备工作时，将化学能转化为电能的是( )
A B C D
锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 硅太阳能电池
A
探究课堂
【例2】下列装置能形成原电池的是( )
A.①②③⑦ B.①②⑤⑥
C.①②③④ D.①②③⑥⑦
A
探究课堂
【例3】一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu，该反应的的原电池正确组合是（ ）
C
A B C D
正极 Zn Cu Cu Fe
负极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
探究课堂
【例4】如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是(　　)
①Zn为正极，Cu为负极　
②H＋向负极移动　
③电子是由Zn经外电路流向Cu　
④Cu极上有H2产生　
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol　⑥正极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋
A．①②③　　　B．③④⑤　　　C．④⑤⑥ D．②③④
B
探究课堂
【例5】如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。关于该装置的说法中，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
D
探究课堂
探究课堂
生活中的电池
探究课堂
常见的化学电源
1.锌锰干电池（一次电池，不可充电）
普通锌锰干电池、锌银电池（钮扣电池）等
正极：
负极：
电解质溶液：
锌筒
MnO2
KOH
Zn－2e－ + 2OH－ = Zn(OH) 2
2MnO2＋2e－＋2H2 O = 2MnO(OH) + 2OH－
探究课堂
常见的化学电源
2.铅酸蓄电池（二次电池，又叫可充电电池）
镍氢电池、锂离子电池……
正极：
负极：
电解质溶液：
铅(Pb)
二氧化铅(PbO2)
稀硫酸
Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
总反应：Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
探究课堂
常见的化学电源
A
Pt
(-)
Pt
(+)
正极室
负极室
隔膜
电解质溶液
H2
O2
酸性电解质 碱性电解质
负极反应
正极反应
总反应 2H2 + O2 ＝ 2H2O 2H2－4e—＝ 4H+
O2 ＋4H+ ＋4e—＝ 2H2O
2H2＋4OH—－4e—＝ 4H2O
O2＋2H2O＋4e— ＝ 4OH—
燃料电池是一种将燃料（如H2、CH4、乙醇）和氧化剂（如O2）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到 80% 以上。
3.燃料电池
探究课堂
【例6】下列有关电池的说法不正确的是(　　)
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
B
探究课堂
【例7】下列有关锌锰干电池的说法中正确的是( )
A.锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料
B.在外电路中电子从碳棒流向锌外壳
C.电流从锌流到碳棒上
D.在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动
A
探究课堂
【例8】汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是( )
A.Pb是正极
B.PbO2得电子，被氧化
C.负极反应是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4
D.电池放电时，溶液的酸性增强
C
课堂小结
化学反应与原理
原电池
工作原理
构成条件
原电池原理的应用
加快反应速率
比较金属活泼性
金属保护
设计原电池
火力发电
能量转化过程
弊端
化学电池
一次电池
二次电池
燃料电池
谢谢观看
THANKS