高一下学期化学人教版（2019）必修第二册 6.1.2 化学反应与电能(共27张PPT)

(共27张PPT)
化学反应与电能
第一节　化学反应与能量变化
情景引入
你知道我们日常使用的电能，是如何得来的吗？
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
火力发电
1.火力发电——化学能间接转化为电能
目标一 原电池构成条件及工作原理
化学能（燃料）
燃烧
热能
蒸汽
轮机
机械能
发电机
电能
直接？
其中能量转换的关键环节是______(氧化还原反应)。
燃烧
火力发电的缺点是什么？
思考1
提示　①煤炭是不可再生能源，会造成能源危机；
②煤炭燃烧会产生污染性气体；
③经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低。
2.原电池——化学能直接转化为电能
(1)实验探究
实验装置
实验现象 铜片：没有变化 锌片：逐渐溶解， 有气泡产生 铜片：有气泡产生 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生
锌片：逐渐溶解
电流表：指针发生偏转，
实验结论 锌与稀硫酸反应产生氢气，而铜不反应 锌失去电子，经导线流向铜片，H＋在铜片上得到电子被还原生成H2 锌与稀硫酸反应产生氢气（氢气从铜片逸出）导线中有电流通过
(2)原电池
①概念：将 能转化为 能的装置。
②本质：发生 反应。
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。
化学
电
氧化还原
结合上述实验和动画演示，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。
思考2
提示　电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；
电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子 ，
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
(3)原电池工作原理
H+
Zn2+
H+
Zn2+
e-
e-
e-
e-
Cu
Zn
H+
H+
H2
H2
H+
H+
e－
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
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
e－
I
总结
(2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？
提示　不能，无自发进行的氧化还原反应。
(3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？
提示　不能，酒精是非电解质，不导电。
(1)图1装置中的铜起什么作用？能否用其他物质代替？
思考3
提示　铜作导体。能用石墨、较不活泼的金属等代替铜。
(4)原电池的构成条件
铜
酒精溶液
总结
活泼性不同
电解质
闭合回路
氧化还原
正误判断
(1)火力发电过程中，机械能转化为电能是整个能量转化的关键(　　)
(2)原电池的电极材料必须是金属(　　)
(3)原电池工作时，正极与负极转移电子数相同(　　)
(4)在锌铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液流回锌(　　)
(5)原电池中阳离子向正极移动(　　)
练习1
×
×
√
×
√
根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题：
(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为______(填电极名称)，判断依据：____________________________________；铜电极的名称是______，溶液中的Cu2＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。
练习2
负极
锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)
正极
Cu
(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为______(填电极名称)，判断依据：_____
_________________________________；铜电极的名称是____，溶液中的Ag＋移向___(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为_______________。
正极
铜的
活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)
负极
X
Ag＋＋e－===Ag
电极名称的判断方法
用Zn和稀盐酸反应制氢气时，为了使反应加快，常常加入少量CuSO4溶液，请问这是为什么？
思考
提示　锌和置换出的铜、稀盐酸构成了原电池，可以加快反应速率。
目标二 原电池工作原理的应用
1.加快氧化还原反应的进行
在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。
2.比较金属的活动性
一般，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性： 。
B作正极
A作负极
稀H2SO4
A＞B
3.设计原电池
(1)给定氧化还原反应设计原电池
一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。
电极总反应：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
还原剂：
氧化剂：
正极材料：
正极反应方程式：
负极反应方程式：
Cu（作负极材料）
AgNO3
Cu－2e- === Cu2＋
2Ag＋＋2e- === 2Ag
石墨等金属性小于铜的固体
(2)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
水果电池
简易电池
动手设计水果电池
正误判断
(1)原电池中，负极材料的活动性一定强于正极材料的活动性(　　)
(2)只要是自发的放热的化学反应就可以设计为原电池(　　)
(3)原电池的负极上一定发生氧化反应，故负极本身质量一定减轻(　　)
(4)向Zn和稀H2SO4反应的溶液中，滴加几滴CuSO4溶液，产生气泡速率加快，是因为构成了原电池(　　)
(5)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应(　　)
练习1
×
×
×
√
×
现有如下两个反应：
A：H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
B：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
(1)根据上述两反应的本质，____(填字母)反应能设计成原电池，其原因是___
_____________________________________________________________。
练习2
B
A
为非氧化还原反应，没有电子转移；B为氧化还原反应，有电子转移
(2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。
①写出电极反应式及反应类型：
负极：________________，__________；
正极：____________________，_________。
②画出装置图并标明电极材料、电解质溶液和电子流向。
Cu－2e－===Cu2＋
氧化反应
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
还原反应
③若导线上通过2 mol电子，则负极质量减轻____g。
答案　
64
间接：
直接：
化学能
燃烧
热 能
蒸汽
机械能
发动机
电能
装置
原电池
概念
构成条件
工作原理
化
学
能
与
电
能
课堂小结
1
2
3
自我测试
1.电能是国民生产、生活中的重要能源，如图是2015年我国电力生产量的构成图。
4
下列有关火力发电的描述正确的是
A.火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能
B.火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源
C.火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨
D.火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键
√
自我测试
1
2
3
2.(2022·安徽合肥高一期中)一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应的原电池组成合理的是
4
选项 正极 负极 电解质溶液
A Zn Cu CuCl2溶液
B Zn Cu ZnCl2溶液
C Cu Zn H2SO4溶液
D Cu Zn CuSO4溶液
√
自我测试
1
2
3
3.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
4
√
a极作负极，失电子发生氧化反应，
b为正极，发生还原反应
H＋在b极上得电子生成氢气，c(H＋)减小
b→a
自我测试
1
2
3
4.利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。
A、B、C三种金属片按表中装置进行实验：
4
装置 甲 乙

现象 A不断溶解，B上产生气泡 C的质量增加，B的质量减轻
自我测试
1
2
3
(1)在甲中，金属片____(填“A”或“B”)发生氧化反应。
(2)在乙中，金属片____(填“B”或“C”)作负极。
(3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸中，有一电极产生气泡，则金属片____(填“B”或“C”)上有气泡产生。
(4)上述三种金属的活动性顺序是____________。
4
A
B
C
A＞B＞C