化学反应和电能时

化学反应和电能时第1页/共37页宏观：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①反应物的总能量生成物的总能量，反应放出能量。大于②反应物的总能量生成物的总能量，反应吸收能量。小于化学反应中的能量变化遵循能量守恒定律。第2页/共37页微观：化学反应中能量变化的主要原因

——化学键的断裂和形成大于①断开化学键吸收的总能量形成化学键释放出的总能量，反应放出能量。②断开化学键吸收的总能量形成化学键释放出的总能量，反应吸收能量。小于第3页/共37页问题探究

氧化还原反应的本质是电子的转移，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？能否设计一个装置把这个化学反应的化学能转化为电能呢？第4页/共37页实验一

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。

稀H2SO4ZnCu现象：解释：Zn片上有气泡（H2），Zn片逐渐被腐蚀；Cu片无明显现象。Zn+2H+==Zn2++H2↑第5页/共37页实验二

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。

稀H2SO4ZnCu现象：Zn片上有少量气泡（H2），Zn片逐渐腐蚀；Cu片上有气泡（H2），电流计指针偏转。串联上一个电流计G第6页/共37页第7页/共37页分析与讨论

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。

Zn－2e－

==Zn2+，

Zn片失去的电子经导线转移到Cu片上，Cu片周围的H＋得电子，

2H+＋2e－

==H2

↑第8页/共37页二、原电池

把这种将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池。例如：Cu-Zn原电池交流与讨论Cu-Zn原电池的正负极？Zn片（负极）：Cu片（正极）：Zn－2e－

==Zn2+2H+＋2e－

==H2

↑总反应：Zn+2H+==

Zn2+

+H2↑第9页/共37页氧化反应Zn-2e-=Zn2+

锌铜电解质溶液失e,沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）第10页/共37页判断原电池正、负极的方法3、由组成原电池的两极材料判断：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1、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；电子流动方向是由负极流向正极。2、根据原电池两极发生的变化来判断：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。【归纳小结】4、电极反应现象．

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第11页/共37页学与问：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？负极：较活泼的电极，电子流出(或电流流入)的极，失去电子，发生氧化反应；不断溶解，质量减少正极：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；有气泡冒出或质量增加或不变的极负极正极e-e-第12页/共37页ZnCuA-+稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸-+-+-+A判断下列原电池正负极思考与交流稀硫酸第13页/共37页1、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（）稀H2SO4ZnZn(A)稀H2SO4CuZn(B)稀H2SO4ZnC(C)C习题一第14页/共37页如图装置，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（）A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4

B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液ACABD习题二第15页/共37页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与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）Ａ．Ｘ＞Ｙ＞ＺＢ．Ｘ＞Ｚ＞ＹＣ．Ｙ＞Ｘ＞ＺＤ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ习题三C第16页/共37页复习回忆1、原电池：把化学能转化为电能的装置2、原电池原理原电池负极（较活泼金属）正极（较不活泼金属或非金属导体）3、判断原电池正、负极的方法

较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）1、由组成原电池的两极材料判断；2、根据电流方向或电子流动方向判断；3、根据原电池两极发生的变化来判断；4、电极反应现象．第17页/共37页实验探究:Zn—Zn与稀硫酸进行实验.×

Cu—Zn与乙醇进行实验.×Cu—石墨与稀硫酸进行实验.×Zn—石墨与稀硫酸进行实验.√Fe—Ａl与稀硫酸进行实验.√思考构成原电池的条件是什么？第18页/共37页构成原电池的条件是什么？(1)两电极活泼性不同的两种金属或者一种金属与一种非金属导体(如石墨)用导线连接或直接接触。⑵电解质溶液⑶闭合回路

酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化还原反应第19页/共37页练习1、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.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑第20页/共37页④(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑥(×)第21页/共37页【总结】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）；2、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；3、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相同，则书写正确。⑤(∨)正极：负极：总反应：Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4第22页/共37页习题五

将锌片和铜片插入某种电解质溶液，锌片和铜片用导线相连，形成原电池装置。若电解质溶液是稀硫酸，则发生氧化反应的是

极(“锌”、“铜”)，铜极发生的反应是

，该电池的总反应方程式是

。(2)若电解质溶液是硫酸铜溶液，在导线中电子是由

极流向

极，铜极上反应的电极反应方程式是

，该电池总反应方程式是

。

锌2H++2e-=H2↑Zn+2H+==Zn2++H2↑锌铜Cu2++2e-=CuZn+Cu2+==Zn2++Cu第23页/共37页思考：Zn和稀H2SO4制H2时，为加快反应常加入少量CuSO4溶液，为什么？【总结】原电池原理的实际应用1、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（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，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极）为较不活泼金属。3、设计原电池；第24页/共37页原电池设计思路：1．通常须两个活性不同的电极2．电解质溶液，电解质溶液能与某极发生氧化还原反应3．还原剂在负极失电子，发生氧化反应，氧化剂在正极得电子,发生还原反应．第25页/共37页Fe比Fe不活泼的金属或石墨CuSO4

、CuCl2等负极：正极：电解质溶液：思考题请根据反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计原电池，你有哪些可行方案?Cu2+溶液第26页/共37页思考题请根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3第27页/共37页病例分析第28页/共37页病例分析第29页/共