【课件】6.1化学反应与能量变化第二课时课件-2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

1、 我们日常使用的电能主要来自火力发电。火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。直接？【实验探究】实验1：将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。锌片铜片现象铜片表面没有气泡产生锌片表面有气泡产生222HZnHZn实验2：用导线连接锌片和铜片（导线中间接入一个电流表），观察现象。锌片铜片现象铜片表面有气泡产生锌片逐渐溶解电流表电流表指针发生偏转（1）定义：将化学能转化为电能的装置。（2）电极反应电极材料ZnCu电子转

2、移电极反应式22-ZneZn222HHe失电子得电子反应类型氧化反应还原反应电池总反应222HZnHZn负极失去电子的一极氧化反应活性强得到电子的一极还原反应活性弱正极（3）原电池的工作原理：负极正极2H+ + 2e- = H2还原反应氧化反应Zn2e- = Zn2+（3）原电池的工作原理外电路：电子流向：电流流向：内电路：离子移向：负极 正极e-正极 负极阳离子 正极阴离子 负极这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流“电子不入液，离子不上岸”（4）构成原电池的条件 理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。两个活泼性不同的金属（或一个为金属，一个为能导电的非金属）电极。具有

3、电解质溶液。形成闭合回路。（5）原电池正、负极的判断方法电极名称负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属电子流向流出电子的一极流入电子的一极反应类型发生氧化反应发生还原反应离子流向阴离子移向的一极阳离子移向的一极实验现象溶解的一极增重或有气泡放出利用金属的活泼性判断原电池的正负极，一般是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，但也要注意电解质溶液的性质。Mg-Al用导线连接插入H2SO4中，Mg作负极，Al作正极；若电解质是NaOH溶液，则Al作负极，Mg作正极。Cu-Al用导线连接插入H2SO4中，Al作负极，Cu作正极；若插入浓HNO3中，则Cu作负极，Al作正极。1. 对于原电池的

4、电极名称叙述有错误的是（ ）A. 发生氧化反应的为负极 B. 正极为电子流入的一极C. 比较不活泼的金属为负极 D. 电流的方向由正极到负极C2. 如图所示的8个装置属于原电池的是（ ）A. B. C. D. C3. 如图所示，两电极一为石墨棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（ ）A. a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸B. b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C. a为正极，是石墨棒，烧杯中的溶液为稀硫酸D. b为正极，是石墨棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C（6）电极反应式的书写确定原电池正、负极，弄清正、负极上发生反应的物质。书写原电池

5、的电极反应式时，要注意保证原子守恒、电荷守恒。注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。正负极反应式相加得到电池反应的总方程式。4. 如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。（1）锌片上的现象是 ，电极反应为 。 （2）铜片上的现象是 ，电极反应为 。 （3）电子由 经导线流向 。 （4）若反应过程中有0.2 mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为。锌片逐渐溶解22-ZneZn铜片表面有气泡产生222HHe锌片铜片2.24L5. 由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。（1）装置甲中负极的电极反应式是

6、。（2）装置乙中正极的电极反应式是 。（3）装置丙中正极的电极反应式是 。22AeACueCu22222HeH2. 原电池原理的应用（1）比较金属的活动性顺序原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性AB。（2）增大氧化还原反应的速率原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中离子运动时的相互干扰减小，使反应速率增大。实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，增大反应速率。（3）用于金属的防护原理

7、：使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。实例：如要保护铁制阀门，可用导线将其与锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制阀门作原电池的正极，从而使铁制阀门收到保护。（4）设计原电池依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。选择合适的材料a. 电极材料：电极材料必须导电，负极材料一般选择较活泼的金属材料b. 电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应实例：设计以 为电极反应的原电池。CuFeCuFe226. 有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，A极为负极

8、；C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由D导线C；B、C用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡；B、D用导线相连后，同时浸入硫酸铜溶液中，片刻后取出电极称量，D极质量增加。据此，判断四种金属的活动性强弱顺序是（ ）A. CABD B. ACDB C. BDCA D. ABCDD7. 如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，下列关于该装置的说法正确的是（ ）A. 外电路的电流方向为X外电路YB. 若两电极分别为Fe和石墨棒，则X为石墨棒，Y为FeC. X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D. 若两电极材料都是金属，则它们的活动性顺

9、序为XYD8. 铁及铁的化合物应用广泛，如 FeCl3 可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 。 负极反应 。装置图22223CuFeCuFe22223FeeFe22-CueCu1. 干电池 常见的锌锰干电池的构造如左上图所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还

10、原反应无法逆向进行），属于一次电池。负极(Zn): Zn - 2e- = Zn2+ 2. 二次电池 有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。3. 燃料电池发展中的燃料电池 燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）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。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。 通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极负极：氢气 正极：氧气电解质溶液为硫酸（H2SO4）时电极反应为：负极： 正极：电解质溶液为氢氧化钠（NaOH）溶液时电极反应为：负极： 正极： HeH22-2OHHeO22442OHOHeH22222-OHOHeO42422总反应：2H2 + O2 = 2H2O9. 下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（ ）ABCD 锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能