化学反应和电能(第一课时)

1、新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第二章第二节化学能与电能第二章第二节化学能与电能 ( (第课时）第课时）知识回顾知识回顾v1.常见的放热反应和吸热反应；常见的放热反应和吸热反应；v2.化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因宏观：宏观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量。大于大于反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量，反应能量，反应吸收能量吸收能量。小于小于化学反应中的能量变化遵循化学反应中的能量变化

2、遵循能量守恒定律能量守恒定律。微观：微观：化学反应中能量变化的主要原因化学反应中能量变化的主要原因 化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成大于大于断开化学键吸收的断开化学键吸收的总总能量能量 形成化学键形成化学键释放出的释放出的总总能量，反应能量，反应放出能量放出能量。断开化学键吸收的断开化学键吸收的总总能量能量 形成化学键形成化学键释放出的释放出的总总能量，反应能量，反应吸收能量吸收能量。小于小于问题探究问题探究v 氧化还原反应的本质是电子的转氧化还原反应的本质是电子的转移移 ，电子的定向移动会形成电流，我们，电子的定向移动会形成电流，我们能否利用这些电流来做功呢？能否设计能否利用这些电流来做

3、功呢？能否设计一个装置把这个化学反应的化学能转化一个装置把这个化学反应的化学能转化为电能呢？为电能呢？ 实验一实验一 将铜片和锌片分别插入稀硫将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。酸溶液中，观察现象并解释原因。 稀稀H2SO4ZnCu现象：现象：解释：解释： Zn片上有气泡片上有气泡（H2），）， Zn片逐渐片逐渐被腐蚀；被腐蚀；Cu片无明片无明显现象。显现象。Zn + 2H+ = Zn2+ + H2实验二实验二 将铜片和锌片用导线连接插将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 稀稀H2SO4ZnCu现象：现象： Zn片上

4、有少量片上有少量气泡（气泡（H2），）， Zn片片逐渐腐蚀；逐渐腐蚀；Cu片片上上有气泡（有气泡（H2），），电电流计指针偏转流计指针偏转。串联上一个电流计串联上一个电流计G分析与讨论分析与讨论 指针偏转，说明电路中有电流通指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。过，说明发生了电子定向移动。 Zn2e = Zn2+， Zn片失去的电子经导线转移到片失去的电子经导线转移到Cu片片上，上， Cu片周围的片周围的H得电子，得电子， 2H+2e = H2 二、原电池二、原电池 把这种将化学能直接转变成电能的把这种将化学能直接转变成电能的装置，称为装置，称为原电池原电池。例如：例如：Cu

5、-Zn原电池原电池交流与讨论交流与讨论Cu-Zn原电池的正负极？原电池的正负极？ZnZn片（负极）：片（负极）：CuCu片（正极）：片（正极）：Zn2e = Zn2+2H+2e = H2 总反应：总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+ 锌锌 铜铜电解质溶液电解质溶液失失e,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化

6、学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法3 3、由组成原电池的两极材料判断：、由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极1 1、根据电流方向或电子流动方向判断：、根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。2 2、根据原电池两极发生的变化来判断：、根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是

7、失电子发生氧化反应，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。正极总是得电子发生还原反应。4、电极反应现象电极反应现象 不断溶解，质量减少为负极；有气体产生不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极或质量增加或不变为正极学与问：学与问： 根据电学知识，你知道电子是怎样流动根据电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？的吗？你如何判定装置的正、负极？负极：较活泼的电极，电子流出负极：较活泼的电极，电子流出(或电流或电流流入流入)的极，失去电子，发生氧化反应；的极，失去电子，发生氧化反应；不断溶解，质量减少不断溶解，质量减少正极：较不活泼

8、的电极，电子流入（或电正极：较不活泼的电极，电子流入（或电流流出）的极，得到电子，发生还原反应；流流出）的极，得到电子，发生还原反应；有气泡冒出或质量增加或不变的极有气泡冒出或质量增加或不变的极负极负极正极正极e-e-ZnCu-+稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸-+-+-+A1 1、下列四个装置中，导线中的电子由左边一、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（极流向右边一极的是（ ） 稀稀H H2 2SOSO4 4ZnZnZnZn(A)(A)稀稀H H2 2SOSO4 4CuCuZnZn(B)(B)稀稀H H2 2SOSO4 4ZnZnC C(C)(

9、C)C如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐极逐渐变粗，变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列各组中的哪一组（应是下列各组中的哪一组（ ） A A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C CA AB B

10、D1、原电池：、原电池：把化学能转化为电能的装置把化学能转化为电能的装置2、原电池原理原电池原理判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）属（正极）1 1、由组成原电池的两极材料判断；、由组成原电池的两极材料判断；2 2、根据电流方向或电子流动方向判断；、根据电流方向或电子流动方向判断；3 3、根据原电池两极发生的变化来判断；、根据原电池两极发生的变化来判断；4、电极反应现象、电极反应现象ZnZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实

11、验. . CuZnCuZn与乙醇进行实验与乙醇进行实验. . CuCu石墨石墨与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验. . ZnZn石墨石墨与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验. . FeFel l与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验. . 思考构成原电池的条件是什么？思考构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？(1) 两电极两电极活泼性活泼性不同不同的的两种金属两种金属或者或者一种金属一种金属与与一种非金属导体一种非金属导体(如石墨如石墨)用导线连接或直接接触。用导线连接或直接接触。 电解质溶液电解质溶液 闭合回路闭合回路 酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生酸、碱、盐溶液一般

12、要能和某极发生氧化氧化还原还原反应反应练练习习1 1、判断下列装置是否是原电池？请说明理由；、判断下列装置是否是原电池？请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式. .()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()负极负极：正极正极：总总反应反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()【总结总结】该如何书写原电池电极反应？该如何书写原电池电极反应？ 1、写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；、写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；2、根据总

13、反应方程式，从电子得失（或元素化合价升根据总反应方程式，从电子得失（或元素化合价升 降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应；降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应；3、氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，、氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生， 4、验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式 相同，则书写正确。相同，则书写正确。()正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4习题五习题五 将锌片和铜片插入某种电解质溶液，锌片和铜片用将锌片和铜片插入

14、某种电解质溶液，锌片和铜片用导线相连，形成原电池装置。导线相连，形成原电池装置。 若电解质溶液是稀硫酸，则发生氧化反应的若电解质溶液是稀硫酸，则发生氧化反应的 是是 极极(“锌锌”、“铜铜”)，铜极发生的反应是，铜极发生的反应是 ， 该电池的总反应方程式是该电池的总反应方程式是 。(2) 若电解质溶液是硫酸铜溶液，在导线中电子是若电解质溶液是硫酸铜溶液，在导线中电子是由由 极流向极流向 极，铜极上反应的电极反应方极，铜极上反应的电极反应方程式是程式是 ，该电池总反应方程式是该电池总反应方程式是 。 锌锌2H+ +2e- =H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2锌锌铜铜Cu2+ +2e-

15、= CuZn +Cu2+ = Zn2+ + Cu思考：思考：Zn和稀和稀H2SO4制制H2时，为加快反应时，为加快反应常加入少量常加入少量CuSO4溶液，为什么？溶液，为什么？【总结】原电池原理的实际应用原电池原理的实际应用1、加快氧化还原反应的速率；、加快氧化还原反应的速率；2、金属活泼性的判断：一般地，原电池的负极、金属活泼性的判断：一般地，原电池的负极（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼 ；原电池的正极（电子流入的电极，质量不变或增加原电池的正极（电子流入的电极，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极）为较不活泼金属。的电极，冒气泡的电

16、极）为较不活泼金属。3、设计原电池；、设计原电池；原电池设计思路：原电池设计思路：1 1通常须两个活性不同的电极通常须两个活性不同的电极2 2电解质溶液，电解质溶液能与某极电解质溶液，电解质溶液能与某极 发生氧化还原反应发生氧化还原反应3 3还原剂在负极失电子，发生氧化反应，还原剂在负极失电子，发生氧化反应，氧化剂在正极得电子氧化剂在正极得电子, ,发生还原反应发生还原反应Fe比比Fe不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨 CuSO4 、CuCl2等等负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：思思 考考 题题请根据反应请根据反应:Fe+Cu:Fe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu设计原电池，你有哪些可行方案设计原电池，你有哪些可行方案? ?Cu2+溶液思思 考考 题题请根据反应请根据反应2Fe2Fe3+3+Fe=3Fe+