化学反应与电能(共21张PPT)

(共21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 化学反应与电能
学习目标与核心素养
学习目标
1、通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质。
2、理解原电池的概念及工作原理和构成要素。
3、能正确书写简单化学电源的电极反应式。
4、了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。
核心素养
1、科学探究：认识构成原电池的条件及其原理，判断原电池的正负极。
2、创新意识：利用原电池原理能设计原电池。
3、宏观辨识与微观探析：会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构的关系。
创设情境 引入课堂
了解电能来源
酸雨的破坏
风
力
发
电
火
力
发
电
水
力
发
电
核能
发
电
【活动一】请同学们观看视频，了解火力发电过程中的能量转化过程，化学反应是怎样将化学能转化为电能的呢？
【学习任务一】火力发电
1.火力发电（燃煤发电）
化学能（燃料）
燃烧
热能
蒸汽
轮机
机械能
发电机
电能
(2)关键——燃烧(氧化还原反应)。
(1)
【学习任务一】火力发电
化学能间接转化为电能
【活动二】请同学们思考火力发电的利弊？
优点：煤炭我国资源丰富，廉价方便；电能清洁安全，又快捷方便。
缺点：1.产生大量温室气体；
2.废气可能导致酸雨；
3.废料、废水；
4.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；
5.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机。
直接？
化学能（燃料）
燃烧
热能
蒸汽
轮机
机械能
发电机
电能
实验装置
实验步骤 分别将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中。 将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中，然后再用导线连接。 锌片和铜片通过导线连接电流表，插入稀硫酸溶液中。
Zn
稀H2SO4
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
A
Zn
稀H2SO4
Cu
【学习任务二】原电池的工作原理
实验一
实验二
实验三
【活动一】小组合作探究实验6—3
实验装置
实验现象
实验结论
Zn
稀H2SO4
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
A
锌片：逐渐溶解，有气泡产生；
铜片：无明显现象
锌片：逐渐溶解
铜片：有气泡产生
锌片：逐渐溶解
铜片：有气泡产生
电流表：指针发生偏转
Zn
稀H2SO4
Cu
锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应。
锌与稀硫酸发生反应，铜片上产生H2。
物质在发生化学反应的同时产生了电流，即化学能转化为电能。
【学习任务二】原电池的工作原理
实验一
实验二
实验三
【学习任务二】原电池的工作原理
【活动二】请同学们观看动画演示，分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向？
Zn-2e-=Zn2+
2H+ +2e-=H2
Zn失去电子，发生氧化反应
H+在铜极上得到电子，发生还原反应
电子从锌极流出
流入铜极
经外电路
e-
e-
Zn2+
H+
H+
SO42-
H
H
离子在电场的作用下定向移动
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
注意：溶液中无电子
【学习任务二】原电池的工作原理
【学习任务三】原电池的构成要素
【活动三】根据实验6-3的原电池模型，请同学猜想与假设形成一个原电池需要哪些要素？然后设计实验方案，进行实验。（控制变量对比的思想）
【实验目的】
根据原电池原理，设计和制作电池，体会原电池的构成要素。
【实验用品】
稀硫酸、水果、石墨、铜片、铁片、锌片、导线、电流表。
【实验方案】
【目的】根据原电池原理，设计和制作电池，体会原电池的构成要素
【用品】稀硫酸、硫酸铜溶液、铜片、铁片、锌片、导线，电流表。
电极材料 第一组石墨、铜片 第二组锌片、铁片 第三组锌片、石墨
电流表指针 有打“√” 无打“×” （1）稀硫酸（ ） （1）稀硫酸（ ） （1）稀硫酸：（ ）
（2）水 果（ ） （2）水果（ ） （2）水果（ ）
结论： 原电池的构成要素 ① 有电极材料。
② 有自发的氧化还原反应。
③ 形成闭合回路。
×
√
√
√
√
【学习任务三】原电池的构成要素
×
【学习任务四】原电池的应用
课堂总结：
原电池
能量：化学能转化为电能。
工作原理：
构成要素：
负极：氧化反应
正极：还原反应
电极材料
自发氧化还原反应
形成闭合回路。
导线
电解质溶液
负极材料
正极材料
电流方向
阳离子方向
阴离子方向
电子方向
自发的氧化还原反应
发生还原反应
得到电子
传导电子
传导离子
发生氧化反应
失去电子
课堂总结：
控制变量法
实验探究法
对比法
1、下列关于原电池的叙述中，不正确的是(　　)
A.原电池的负极发生的反应是氧化反应
B.原电池的正极上发生的反应为还原反应
C.原电池电解质溶液中阳离子移向负极，阴离子移向正极
D.原电池中电子流入的极一定是正极
【达标检测】
稀硫酸
学业质量水平1
C
2、下列哪组能否构成原电池？
（可以）
（可以）
（可以）
（不可以）
【达标检测】
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
3、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
【达标检测】
Design Grey wind
作业：
1、完成化学课本41页练习与应用3-7题。
2、拓展作业：通过网络、书籍等渠道，调查了解不同类型电池的性能、构成、特点、应用范围及发展史。
e-
Cu
Zn
Zn2+
H+
H+
负极
正极
SO42-
A
外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极。
阳离子
正极
阴离子
负极