6.1.2+原电池的工作原理课件(共22张PPT)2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共22张PPT)
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第二课时 原电池的工作原理
6.1.2 原电池的工作原理
我们的生活很难离开电力
那么电是从哪里来的呢？
火力发电
核电站
水力发电
风力发电
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
2015年我国电力生产量构成图
6.1.2 原电池的工作原理
化学能
热能
机械能
电能
燃料燃烧
蒸汽轮机
发电机
火力发电
6.1.2 原电池的工作原理
能量的转化效率并不是100%
化学能
热能
机械能
电能
转化次数越多能量损失越多
直接？
6.1.2 原电池的工作原理
火力发电
将化学能经一系列能量转化为电能
过程
燃烧
关键
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
本质
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
引起
化学反应的能量能不能直接转变为电能呢？
化学能直接转化为电能需要满足什么条件？
（1）物质间的反应必须是氧化还原反应；
（2）反应能够自发进行（反应条件与限度）。
6.1.2 原电池的工作原理
【实验6-3】实验探究——化学能转化为电能
(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。
6.1.2 原电池的工作原理
【实验6-3】实验探究——化学能转化为电能
操作
现象
操作
现象
操作
现象
将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中
锌片上有气泡冒出，铜片上无现象
用导线连接锌片和铜片
锌片逐渐溶解，铜片上有气泡冒出
用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表
电流表指针发生偏转
装置中有电流产生
化学能转化为电能
6.1.2 原电池的工作原理
一、原电池的基本概念
1．定义：原电池是将化学能转化为电能的装置。
2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3．电极：（1）负极：电子流出的一极
________电子，发生________反应；
（2）正极：电子流进入的一极
________电子，发生________反应。
失去
氧化
得到
还原
6.1.2 原电池的工作原理
二、锌铜原电池的工作原理
6.1.2 原电池的工作原理
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
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
外电路：
内电路：
阴离子 负极
阳离子 正极
外电路
内电路
2H++2e－=H2↑
负氧正还
阳正阴负
三、构成原电池的条件
1．在锌铜原电池当中，稀硫酸的作用是什么？
2．制作原电池的过程中，对电极材料的选择是否有要求？
3．在原电池的制作中，电池有哪些不可或缺的部分？
思考交流
6.1.2 原电池的工作原理
三、构成原电池的条件
Zn
稀硫酸
A
C
Cu
稀硫酸
C
A
构成原电池的前提：基于一个能自发进行的氧化还原反应
6.1.2 原电池的工作原理
三、构成原电池的条件
Zn
稀硫酸
A
C
Zn
稀硫酸
Zn
A
Zn
稀硫酸
A
玻璃
结论：活泼性不同的两种金属
（或金属与其他导电材料）做电极
6.1.2 原电池的工作原理
三、构成原电池的条件
Zn
稀硫酸
A
Cu
Zn
酒精
Cu
A
结论：有电解质溶液
6.1.2 原电池的工作原理
三、构成原电池的条件
Zn
稀硫酸
A
Cu
结论：构成闭合回路
6.1.2 原电池的工作原理
Zn
稀硫酸
A
Cu
三、构成原电池的条件
（1）自发进行的氧化还原反应；
（2）两个活动性不同的电极；
（3）电解质溶液（或熔融电解质）；
（4）形成闭合回路。
6.1.2 原电池的工作原理
三、构成原电池的条件
判断下列装置哪些能构成原电池？能，指出正负极名称，不能，请说明理由？
③⑤
①中只有一个电极，②中两个电极的活泼性相同，④中为非电解质溶液，不能导电，⑥中电解质溶液(内电路)未形成闭合回路
6.1.2 原电池的工作原理
【课堂练习】
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电极反应式和总反应式。
Ag
Fe
I
e-
e-
I
Fe
Ag
Fe－2e - = Fe2+
2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑
Zn
Cu
Zn－2e - = Zn2+
Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu
6.1.2 原电池的工作原理
四、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
探究【P37】
6.1.2 原电池的工作原理
四、简易电池的设计与制作
【课后思考】
水果电池中，水果的作用是什么？
什么因素会影响水果电池的电流大小？
（如：水果大小，水果种类，电极插入深度，电极之间的距离等）
3.电极材料的选择需要注意什么问题？
（如：锌-锌电极，铜-铜电极能否构成原电池）
探究【P37】
6.1.2 原电池的工作原理
【练1】理论上不能设计为原电池的化学反应是（ ）
A．CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2
C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑
D．HNO3 + NaOH === NaNO3 + H2O
D
6.1.2 原电池的工作原理
6.1.2 化学反应与电能
B
【练2】下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：
① Zn为正极，Cu为负极；② H+ 向负极移动；③ 电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu； ④ Cu极上有H2产生；⑤ 若有1 mol电子流过导线，则产生0.5 mol H2； ⑥正极的电极反应式为Zn - 2e- === Zn2+。描述合理的是（ ）
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④