化学反应与电能-课件

精品课件高中化学必修2第六章化学反应与能量新人教版

化学反应与电能特级教师优秀课件精选熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。掌握原电池的概念，了解原电池的工作原理，了解构成原电池的条件。会判断原电池的正、负极，会设计简单的原电池。了解原电池的实际应用。教学目标教学重点初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用。

教学难点通过对原电池实验的探究，从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质。

随着科技的发展和社会的进步，各种各样的电器不断进入现代社会，大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作。化学能转化为电能使用电器都需要电能。电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。什么是二次能源？化学能转化为电能一次能源：直接从自然界取得的能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，如电力、蒸汽等。有哪些生产电能的常见方法？火力发电、水力发电、太阳能发电、核发电等等。化学能转化为电能我们知道，化学反应中化学能的变化通常表现为______的变化，即化学能转化为______。那么，化学能在什么条件下转化为电能呢？又是如何转化的呢？热能热量化学能转化为电能2001年我国发电总量如下图所示。估计在2050年前后，水电和其他能源提供的发电量会有所增加，但火电（火力发电）仍将居于首位。火力发电火电的大致过程：通过__________燃烧，使化学能转变为______，

加热水使之汽化为_______以推动蒸汽轮机，然后带动____________。化石燃料热能水蒸气发电机发电火力发电火力发电过程中能量的形式经历了怎样变化？化学能（燃料）燃烧热能蒸汽机械能（蒸汽轮机）发电机火力发电电能火力发电具有哪些优势？我国煤炭资源丰富，因此火力发电价格较为低廉。火力发电有哪些缺点？① 煤炭是非可再生资源，会造成能源危机；② 煤炭燃烧产生污染性气体；③ 经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低。火力发电有没有将化学能直接转化为电能的装置？化学能（燃料）燃烧热能蒸汽机械能（蒸汽轮机）发电机电能直接？火力发电首先思考：火力发电过程中的关键是什么？燃料燃烧释放能量。燃烧属于_________反应，其本质就是___________________________________。氧化还原氧化剂与还原剂之间发生电子转移既然有电子的转移，意味着产生电流是可以实现的。那么，为什么通常化学反应的能量都是以热能形式散失呢？火力发电的本质我们知道，氧化还原反应是还原剂失电子后，直接将电子给予氧化剂。这一过程相当于电源正、负极短路，体系中将产生大量热量。如果要让氧化剂、还原剂的化学能不转化为热能，而是电能，应当怎么做？使它们的电子转移过程分开，在两个不同的区域中进行。那么，有没有能达到这一目的的装置呢？火力发电的本质原电池就是一种能把化学能直接转化为电能的装置。它的构造是怎样的？又是按什么原理来工作的？让我们一起来认识一下~火力发电的本质实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）既然铜片上产生了气体(

)，那么H

得到的电子是铜失去的还是锌失去的？如何检验？方案1：称量实验前后铜片或锌片的质量。方案2：观察溶液的颜色，看有无

生成。实验.铜锌原电池（步骤与现象）+实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）实验.铜锌原电池（步骤与现象）产生上述实验现象的原因是什么？Zn、Cu、H的活动性顺序为___________，因此Zn片能与稀硫酸发生反应：Zn>H>Cu实验.铜锌原电池（分析）在Zn和Cu中间连接导线后，由于Zn的活动性比Cu____，Zn容易_____电子，被_____成

进入溶液，电子由_____通过导线流向_____，溶液中的H从_____获得电子被_____，生成

从_____上逸出：+强失去氧化ZnCuCu还原Cu实验.铜锌原电池（分析）这一变化过程可以表示如下：锌片：铜片：总反应：实现了氧化、还原两个半反应分开，化学能转化为电能。其本质是_________反应。氧化还原铜锌原电池实验.铜锌原电池（分析）判断一下电子、电流、离子如何移动？正、负极是哪一极？阳离子：

负→正阴离子：

，正→负注意：电子只走外电路，离子只走溶液中。Ie-阳阴CuZn+—实验.铜锌原电池（分析）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。负极(

):_______________.正极(

):_______________.总反应式:____________________.FeAgZnCu负极(

):_______________.正极(

):_______________.总反应式:_____________________.实验.铜锌原电池（分析）IAgIZnCuCueFe--e锌片、铜片单独与稀硫酸接触，会有什么现象？将锌片、铜片、稀硫酸构成原电池，会有什么现象？哪一极为正，哪一极为负？电极反应式怎么写？原电池什么是原电池？原电池为什么能产生电流？原电池的正、负极分别发生什么反应？原电池的实质是什么？原电池的工作原理在铜锌原电池中Cu片并未反应，那么它的作用是？Cu片具有导电性，用于传导电子。如果把Cu片换成陶瓷片，电极反应还能否发生？不能，陶瓷片是绝缘体。构成原电池的条件因此，构成原电池的条件之一是电极必须具有良好的_______，除此之外还应当具备哪些条件？导电性构成原电池的条件① 具有活动性不同的两种电极材料通常为金属和金属，或者金属和能导电的非金属。例如铜锌原电池，又如Fe-C-H

SO

原电池：24负极Fe：正极C：总反应：构成原电池的条件② 电极材料要与电解质溶液接触电解质：H

SO

、HCl、NaOH、NaSO

等，导电。非电解质：酒精、蔗糖、汽油等，不导电。2424构成原电池的条件③ 形成闭合回路可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触：构成原电池的条件④ 用于构成原电池的氧化还原反应必须是自发的自发反应一般是放热反应，例如：非自发可以在电解池中进行（将在选修4学到）构成原电池的条件自发下列哪些装置可以形成原电池？（

）A、B、C练习酒精ABCDEFGH原电池形成条件小结：① 具有活动性不同的两种电极材料② 电极导电性良好③ 电极材料与电解质接触④ 形成闭合回路⑤ 构成原电池的反应是自发的构成原电池的条件如果任意给你一套原电池，你能判断出哪一极为正极、哪一极为负极吗？① 根据金属活动性来判断：一般是活动性较____的金属为负极，活动性较____的金属或能导电的非金属为正极。强弱判断原电池的正负极是不是所有原电池中，活动性强的金属一定作负极呢？不一定。例如在Al-Mg-NaOH原电池中（活动性Mg>Al）：负极Al：正极Mg：总反应：判断原电池的正负极② 根据两极发生的反应来判断：负极总是___电子，发生_____反应；正极总是___电子，发生_____反应。③ 根据电流、电子或离子的流向来判断：电流从_____流向_____，电子从_____流向_____，阳离子从_____流向_____，阴离子从_____流向_____。判断原电池的正负极失氧化得还原正极正极正极正极负极负极负极负极④ 根据反应现象来判断：一般溶解的一极为_____，增重或有气泡放出的一极为_____。例如Cu-Ag-AgNO

原电池，反应时Cu棒不断溶解，Ag棒逐渐增重：负极Cu：正极Ag：负极正极判断原电池的正负极3把a、b、c、d

四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b

相连，a为负极；c、d相连，电流由d到c；a、c相连，c极上产生大量气泡；b、d相连，b上有大量气泡产生。则四种金属的活动性顺序由强到弱为？判断原电池的正负极活动性a>bd为正极，c为负极，c>dc为正极，a>cb为正极，d>b综上，四种金属活动性顺序：a>c>d>b形成原电池应具备什么条件？原电池的正、负极如何判断？原电池的形成条件（1）如果让你将下面的反应设计成原电池，你应该选用哪些材料？设计简单原电池① 依据反应式确定电极材料Fe失电子，负极Fe

得电子，正极3+正极材料可选比Fe活泼性差的导体，例如Ag、C等② 判断电解质溶液由于发生反应：故电解质可以为FeCl

或Fe(SO)

。

装置简图：32设计简单原电池43根据如下反应设计原电池，并写出电极反应式。负极Cu：正极石墨、电解质FeCl：3练习你已经了解了原电池的设计，它在实际生活中有哪些应用呢？① 加快化学反应速率例如，实验室一般用粗锌而不是纯锌制取氢气。这是因为，粗锌中锌与杂质构成了原电池，而原电池反应比普通化学反应速率更快，因此制取氢气的效率提高了。原电池原理的应用用锌与稀硫酸制取氢气时，为什么通常向酸中加少量硫酸铜？锌与硫酸铜发生置换反应生成铜，铜和锌构成原电池，使制取氢气的效率提高。原电池原理的应用② 比较金属活动性强弱例如Cu-Zn-HSO原电池中，锌片溶解（负极）、铜片上产生气泡（正极），据此判断金属活动性Zn>Cu。原电池原理的应用24下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（

）A. 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H放出。B. 在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多。C. 将甲、乙作电极组成原电池时甲是负极。D. 同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强。练习2C③ 抑制金属的电化学腐蚀金属腐蚀包括__________和____________。化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：金属或合金因发生原电池反应所引起的腐蚀。金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。化学腐蚀电化学腐蚀原电池原理的应用电化学腐蚀又分为__________和__________。以钢铁（含一定量的碳）为例，铁、碳以及钢铁表面的水膜构成了原电池。当水膜显强酸性时，发生析氢腐蚀：负极：正极：总反应：析氢腐蚀吸氧腐蚀原电池原理的应用水膜显中性或弱酸性，发生吸氧腐蚀：负极：正极：总反应：原电池原理的应用吸氧腐蚀生成的Fe(OH)

继续与O作用：Fe(OH)脱去一部分水生成FeO·xHO，它就是铁锈的主要成分。铁锈疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止铁继续腐蚀下去，最终整个铁制品都被腐蚀。金属的电化学腐蚀一般既有析氢腐蚀又有吸氧腐蚀，以后者为主。原电池原理的应用232223那么我们如何抑制金属的电化学腐蚀呢？如左图所示，若要保护金属A，可以用导线将其与活动性更____的金属B相连，A作___极，B作___极，消耗B、保护A。这种电化学保护方法称为牺牲阳极（负极）保护法。在铁器表面镀锌就利用了这种方法。原电池原理的应用强正负通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，请解释原因。原电池原理的应用轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。设计原电池时如何选择电极材料和电解质溶液？原电池的形成条件（2）原电池中的化学反应属于____，原电池将____能转化为_____。其中，电子流出的一极是原电池的___极，该极发生____反应。电子流入的一极是原电池的___极，该极发生_____反应。原电池中电解质的作用是_______。练习现有A、B、C、D四种金属片，

把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生；

把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应；

把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为A→导线→C。根据上述情况，回答下列问题：（1）在

中，金属片_____发生氧化反应；

（2）在

中，金属片_____作负极；

（3）如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，则金属片____上有气泡产生；

（4）上述四种金属的活动性顺序是_____。

①②①②③练习下列各组材料中，不能组成原电池的是（

）两级材料插入溶液ABCD蔗糖溶液稀盐酸练习下列各项中，属于一次能源的是()①煤②石油③天然气④煤气⑤电力A．①②③

B．①②④C．②③⑤

D．③④⑤A练习判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源()(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源()(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程()(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程()能源下列有关能源的说法错误的是()A.风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源B.在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源C.月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核能的重要原料D.原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源能源D某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是(

)A.Mg

B.Fe

C.Al

D.Cu由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的PH(

)A.不变

B.先变大后变小C.逐渐变大

D.逐渐变小BC原电池的原理判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)HCl＋NaOH===NaCl＋HO是放热反应，可以设计成原电池(

)(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转(

)(3)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()(4)原电池中阳离子向正极移动()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()原电池的原理2如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()A.B极为原电池的正极B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应原电池的原理C一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu

=Zn

+Cu，该反应的原电池的组成正确的是（

）C原电池的原理2+2+由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A.a＞b＞c＞d

B.b＞c＞d＞a

C.d＞a＞b＞c

D.a＞b＞d＞cC实验装置原电池的原理部分实验现象a极质量减小，

b极质量增大b极有气体生，c极无变化d极溶解，c极

有气体产生电流从a极

流向d极下列叙述正确的是()①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag=2Ag＋Cu

，能以原电池的形式来实现A.①⑤

B.①④⑤

C.②③④

D.②⑤A+2+原电池的原理在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的下列叙述不正确的是()A.碳棒上有气体放出，溶液pH变大B.a是正极，b是负极C.导线中有电子流动，电子从a极到b极D.a极上发生了氧化反应原电池的原理B将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A.两个装置都构成了原电池B.甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D.产生气泡的速率甲比乙慢B原电池的原理如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（

）D原电池的原理A、A是锌，B是铜，C为稀HSO

B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸C、A是铁，B是银，C为AgNO溶液D、A是Ag，B是铁，C为AgNO溶液2433如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO溶液，片刻后可观察到的现象是（

）A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；4原电池的原理D判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.原电池的原理酒精（

）（

）（

）原电池的原理HCl（

）（

）利用反应2Cu＋O＋2HSO===2CuSO＋2HO可制备CuSO

若将该反应设计为原电池。(1)负极材料是____(写名称)，电极反应为______________。(2)正极电极反应式为______________________。(3)溶液中

向___极移动。铜负242244原电池的原理把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若A、B相连时，A为负极；

C、D相连时，D上产生大量气泡；

A、C相连时，电流由C经导线流向A；

B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此四种金属的活动性由强到弱的顺序为（

）

①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞D②原电池的原理（双选）下列哪些反应能设计成原电池？（

）原电池的原理AD现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋HO(B)Cu＋2Ag=2Ag＋Cu

(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池__________________。(2)如果不能，说明其原因______________________________________。(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型

(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：____，_______________，_________。正极：___________________________，________________，__________。原电池的原理(A)不能，(B)可以(A)不是氧化还原反应，没有电子转移2+2+Cu氧化反应碳棒、Ag、铂、金(任选一)还原反应2Ag＋2e=2Ag+-Cu－2e=Cu

-2+按下图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示()A.①③

B.②④

C.①③⑤

D.②④⑥A原电池的原理②③④⑤溶液的质量a棒的质量b棒的质量①某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl=2AgCl。下列说法正确的是()A.正极反应为AgCl＋e===Ag＋Cl

B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01mole

时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子---2D原电池的原理100mL2mol·L

的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是()A.加入适量的6mol·L

的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量的蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液B-1-1原电池的应用X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A.X>Y>Z

B.X>Z>YC.Y>X>Z

D.Y>Z>XC原电池的应用已知金属锈蚀的原理是在潮湿空气中金属表面形成水膜，金属与杂质和水膜中溶解的电解质组成原电池，从而使金属锈蚀加快，下列制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是()A.镀铝塑扣

B.食品罐头盒(镀锡铁盒)C.白铁水桶(镀锌)

D.镀银铜质奖章B原电池的应用各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(