6.1.2化学反应与电能课件高一下学期化学人教版2

第六章第一节化学反应与能量变化第二课时

化学反应与电能情景导入你看过传说中的“水果电池”吗？电池在日常生活中的应用随处可见情景导入思考与讨论能否找到一种装置将化学能直接转化为电能呢？优点：煤炭我国资源丰富，廉价方便；电能清洁安全，又快捷方便。缺点：产生大量温室气体；废气可能导致酸雨；废料、废水任意排

放造成污染；能量转换有损耗、效率低。理论分析电池电源+-负极：e-流出的一极正极：e-流入的一极什么类型化学反应如何实现电子的转移？如何实现呢？氧化剂：失电子还原剂：得电子物理角度化学角度写一写：写出锌和稀硫酸反应的离子方程式并画出单线桥Zn+2H+==Zn2++H2稀硫酸Zn实验探究实验探究1.将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中锌片上有气泡冒出，铜片上无现象2.用导线连接锌片和铜片铜片上有气泡冒出3.用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表电流表指针发生偏转【实验结论】装置中有电流产生，化学能转化为电能原电池1.定义：将化学能直接转变成电能的装置电源+-2.

Zn-Cu-H2SO4

原电池的工作原理：负极：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）电池总反应：Zn+2H+==Zn2++H2↑负极：e-流出的一极正极：e-流入的一极反应本质没有改变改变的是氧化和还原反应在两个区域发生原电池CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反应还原反应负极正极阳离子阴离子SO42-发生溶解产生气泡原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑阴离子负极阳离子正极外电路内电路2H++2e－=H2↑注意：电子不下水，离子不上岸电子流向：负极

沿导线

正极失去电子得到电子吸引阳离子吸引阴离子原电池3.电极反应：电极材料原电池正负极电极反应式发生的反应Zn片Cu片电极总反应负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反应还原反应Zn+2H+=Zn2++H2↑（两个电极反应之和）小结：负极失去电子的一极氧化反应活性强正极得到电子的一极还原反应活性弱探究实验2：构成原电池的条件形成条件1：能自发进行的氧化还原反应（不可以）Ag探究实验2：构成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成条件2：活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等探究实验2：构成原电池的条件（可以）（不可以）形成条件3：电极需浸入电解质溶液中探究实验2：构成原电池的条件形成条件4：必须形成闭合回路（不可以）（可以）原电池4.构成条件理论上，自发的

反应均可构成原电池。具体条件是：①具有

的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；②溶液：两电极均插入

溶液中；③导线：两极用导线相连，形成

。活动性不同电解质氧化还原闭合回路原电池判断下列原电池的负极材料是什么？a极b极电解质溶液负极AlFe稀盐酸

AlMg稀H2SO4

AlMg浓HNO3

AlCu浓HNO3

AlMgNaOH溶液

FeCCuSO4

AlMgMgCuAlFe如何判断原电池的负极？①一般较活泼的金属作负极。②失去电子，发生氧化反应的是负极。③电子流出（电流流入）的是负极。④阴离子移向的一极是负极。⑤电极溶解（质量减少）的为负极。原电池A．①②⑤⑥B．④⑥⑦⑧⑨C．②⑤⑥⑦D．④⑥⑦⑨如果能形成原电池，请找出负极是哪一极？哪些能形成原电池（

）D√√√√原电池【思考】请判断以下能否形成原电池，如果能形成，负极是哪一极？稀硫酸AlMgA氢氧化钠AlMgA稀硝酸FeCuA浓硝酸FeCuA稀硫酸硫酸铜Zn原电池盐桥工作示意图1.连通电路2.使溶液呈电中性3.使电流持续稳定原电池5.原电池的应用①比较金属活泼性

③保护金属材料④设计电池②加快反应速率（注意：选择合适电解质）一般：负极>正极如：制氢气加入少量硫酸铜溶液如：船体镶锌块稀硫酸AlMgA稀硫酸AlMgANaOH原电池6.设计原电池(1)定反应：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。(2)拆两半：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。(3)找材料：电极材料必须导电，负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；电解质溶液一般能与负极反应。(4)画装置：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。原电池写总反应以及电极反应式、并判断正负极负极(铜)：Cu-2e-=Cu2+正极(银)：2Ag++2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2++2AgCuAgAgNO3CFeCuSO4正极(石墨)：Cu2++2e－=Cu负极(铁)：Fe

－2e－

=Fe2+

Fe＋Cu2+＝Fe2＋＋Cu原电池电极反应式的书写1.确定正负极，得失电子情况2.根据反应环境确定生成物，气体符号要标，沉淀符号不用标3.看电荷是否守恒，如果不守恒，根据反应环境添加离子，达到电荷守恒4.根据反应环境添加水，达到原子守恒常见的化学电源

常见的锌锰干电池的构造如图6-10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（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O负极(Zn):

正极(C)：Zn-2e-=Zn2+2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O常见的化学电源负极:

正极:正极：PbO2负极：Pb电解质：H2SO4溶液正负极材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放电充电

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。Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O常见的化学电源发展中的燃料电池

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。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。总反应：2H2+

O2