6.1.2化学反应与电能课件高一下学期化学人教版

第一节化学反应与能量变化化学反应与电能第六章高一化学氧化还原反应表现：有化合价变化的反应本质：有电子得失的反应氧化剂（氧化性）——降(化合价)得(电子)还(还原反应)还原剂（还原性）——升(化合价)失(电子)氧(氧化反应)电解质：在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物。非电解质：在水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物。21本节难点原电池——化学能直接转化为电能火力发电——化学能间接转化为电能3原电池的应用4电极方程式的书写吹风机烧水壶面包机电视机生活中我们离不开很多东西。我们离不开水，离不开粮食，当然，我们也离不开电，如：那么，电的来源有哪些呢？太阳能发电风力发电核能地热能发电水力发电生物质能潮汐能发电火力发电日常使用的电能主要来自火力发电化学能燃料燃烧热能蒸汽轮机机械能发电机电能直接？1、煤炭是不可再生资源，会造成能源危机。2、煤炭燃烧会产生污染性气体。3、转换环节多，能量损耗大，能量的利用率低。缺点煤炭优点我国煤炭资源丰富，廉价方便。一、火力发电——化学能间接转化为电能火力发电：化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。氧化还原反应【实验6-3】(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。(2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。(3)如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。H2SO4稀硫酸CuZnA二、原电池——化学能直接转化为电能实验实验装置现象(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。(2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。(3)如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。Zn片上有大量气泡，Cu片上没有气泡Cu片上有大量气泡？二、原电池——化学能直接转化为电能电流表指针发生偏转铜片：2H+＋2e－

=H2↑（还原反应）实验Ⅲ中电流表的指针为什么会发生偏转？

Zn比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子变成Zn2+进入溶液。锌片：Zn－2e－

=Zn2+（氧化反应）电子经导线流向Cu片，形成电流。溶液中的H＋由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2。1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。你能写出两极发生的电极反应吗？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↑实验Ⅰ和实验Ⅲ中能量转化形式有什么不同的？化学能热能化学能电能Zn逐渐溶解Zn表面产生气泡

溶液变热Zn逐渐溶解Cu表面产生气泡

指针偏转3.电极：正极：负极：电子流入的电极电子流出的电极通常是不活泼金属或石墨电极通常是活泼金属得电子，化合价降低，发生还原反应失电子，化合价升高，发生氧化反应二、原电池——化学能直接转化为电能1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。二、原电池——化学能直接转化为电能ZnACuCu2＋Zn2+e-ZnCu2＋CuSO42－SO42－内电路：阳（正）离子移向正极，阴（负）离子移向负极。外电路：电子由负极经导线流向正极Cu2＋SO42－e-负极正极Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu发生氧化反应发生还原反应CuSO4溶液Zn电子不下水离子不上岸(1)火力发电过程中，机械能转化为电能是整个能量转化的关键(

)(2)原电池的电极材料必须是金属(

)(3)原电池工作时，正极与负极转移电子数相同(

)(4)在锌铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌(

)(5)原电池中阳离子向正极移动(

)×××√√二、原电池——化学能直接转化为电能(4)有自发进行的氧化还原反应(1)两个活泼性不同的电极，如：金属与金属、金属与非金属(2)电解质溶液(或者熔融)(3)电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路5.原电池的构成条件思考：下列装置是否可以构成原电池？×√√×××ABCDE请同学们认真思考并回答下列哪些装置能构成原电池？FG1.下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是(

)B解析

A、D项，两极的材料相同，不能形成原电池；C项，酒精是非电解质，不能形成原电池。稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4

ABCDAAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFeCuSiC(石墨)ZnCuA稀H2SO4

酒精NaCl溶液

稀H2SO4

EFGH2、下列装置中，能组成原电池的是()ABCHZnCuAZnCuH2SO4Zn+2H+=Zn2++H2↑不断溶解质量减小有气体产生Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极

电子流出

电子流入阴离子移向阳离子移向电子流向电流流向两极、一液、一线、一反应AZnCuH2SO4CuSO4Zn+Cu2+=Zn2++Cu不断溶解质量减小质量增加Zn－2e－=Zn2+Cu2++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极

电子流出

电子流入阴离子移向阳离子移向两极、一液、一线、一反应怎么判断原电池的正负极？二、原电池——化学能直接转化为电能2.原电池正负极的判断方法

3.如图所示，电流计指针发生偏转，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(

)CA.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极发生氧化反应解析

原电池中，负极金属失去电子溶解，质量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B两项正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项正确。2．根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题：(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为_____(填电极名称)，判断依据：_____________________；铜电极的名称是________，溶液中的Cu2+移向________(填“Cu”或“X”)电极。(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为____(填电极名称)，判断依据：___

_______________________；铜电极的名称是________，溶液中的Ag＋移向________(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为______________。负极Zn比Cu更活泼，与硫酸铜溶液发生反应正极Cu正极Cu比Ag更活泼，与硫酸银溶液发生反应负极XAg++e—=Ag三、原电池原理的应用2.判断金属活动性强弱3.用于金属的防护1.加快化学反应进行4.设计原电池1、加快化学反应速率H＋H＋提示：装置乙产生H2的反应速率快。装置甲中，氧化反应和还原反应都在Zn表面进行，生成的Zn2＋排斥H＋，使H＋越来越难靠近Zn表面得电子。装置乙构成了原电池，氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行，Zn失去的电子沿导线聚集在Cu棒上，溶液中H＋非常容易靠近Cu表面得电子生成H2，因此反应速率加快。问题2：实验室制取氢气时，常在稀硫酸中加入少量的硫酸铜溶液，其目的是什么？问题：甲和乙产生氢气的速率快？练习：过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是（）A．加入适量NaCl溶液 B．加入适量的水C．加入几滴硫酸铜溶液 D．再加入少量稀硫酸C一般来说，作负极的金属的活动性强于正极金属2、判断金属活动性强弱比较把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＞DA＞BC＞DA＞CD＞B②

X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为____________Z>Y>X>W活动性：Z>Y活动性：Y>X活动性：Z>W活动性：X>W3、用于金属保护原理：作原电池正极的金属材料不参与反应方法：将被保护金属作为原电池的正极而受到保护，另外一种金属作负极被腐蚀如在船底表面镶嵌锌块，以减少船体被海水腐蚀。如图下列各烧杯中都盛有海水，铁在其中腐蚀由快到慢的顺序是（）FeABSnFeCZnFeDCuFeA.B＞A＞C

＞

DB.D＞

C＞

A

＞

BC.D＞

B＞

A

＞

CD.C

＞

B＞

D＞

A4、设计化学电源设计原电池的基本思路还原剂＋氧化剂＝氧化产物＋还原产物氧化还原反应氧化反应还原反应分开进行形成闭合回路（失电子）（得电子）原电池负极反应物负极材料正极反应物正极材料？原理：理论上任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池设计思路(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，

分别作为负极和正极的电极反应

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。4、设计化学电源4、设计化学电源已知反应Cu＋2FeCl3=CuCl2

+2FeCl2

，请设计原电池，写出电极反应式。正极：负极：总反应：Cu－2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+1.根据原电池工作原理，结合装置图，按要求解答问题：(1)若X为Mg，Y为Al，Z为氢氧化钠溶液，则X为________(填电极名称)，Y电极可能观察到的现象是__________________________，电池总反应式为_________________________________________。(2)若X为Fe，Y为Cu，Z为浓硝酸，则Cu为________(填电极名称)，铜电极区域可能观察到的现象是________________________________，电极反应式为______________________________________________。正极Al片逐渐溶解2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑负极铜片逐渐溶解Cu─2e—=Cu2+当电解质溶液与电极材料有特殊的反应时，金属活性负极不一定大于正极。一般电解质溶液为稀硫酸、稀盐酸时，负极>正极。(1)原电池中，负极材料的活泼性一定强于正极材料的活泼性(

)(2)只要是自发的放热的化学反应就可以设计为原电池(

)(3)原电池的负极上一定发生氧化反应，故负极本身质量一定减轻(

)(4)向Zn和稀H2SO4反应的溶液中，滴加几滴CuSO4溶液，产生气泡速率加快，是因为构成了原电池(

)(5)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应(

)×√×××课本37页序号电极（大小相同）电极间距水果种类电流表示数(μA)①Cu—Al2.0cm西红柿78.5②Cu—Fe2.0cm西红柿70.3③Al—Al2.0cm西红柿0④Cu—Al2.0cm柠檬45.7⑤Cu—Al1.0cm柠檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm柠檬104.5对比实验①②③或⑤⑥，得出结论:在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好。4、设计化学电源探究电极材料对电池效果的影响在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好①④在其他条件相同时，电极间距越小，电流越大，电池效果越好作电解质溶液两极金属活动性不同能发生自发的氧化还原反应形成闭合回路电解质溶液如何正确书写电极反应式呢？四、电极方程式的书写负极：还原剂─ne─=氧化产物正极：氧化剂+ne─=还原产物总反应：正极反应+负极反应注意：书写电极反应方程式时，要保证电荷守恒、元素守恒，根据条件在等号两边添加H+、OH—或H2O注意：电极反应方程式中如果有气体产生，需要加↑，由于固体一般附着在电极上，所以不加↓注意：如果一个电极反应方程式较难书写，可以先写出总反应方程式，然后在用总反应减去简单的电极反应方程式。铝镁稀盐酸Mg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑负极:正极:总反应式:Mg+2H+=Mg2++H2↑铜铝稀盐酸2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑负极:正极:总反应式:2Al+6H+=2Al3++3H2↑二、原电池——化学能直接转化为电能石墨铝硫酸铜溶液2Al-6e-=2Al3+3Cu2++6e-=3Cu负极:正极:总反应式:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu铝镁NaOH溶液2Al-6e-+8OH-=2Al(OH)4-

6H2O

+6e-=3H2↑+6OH-负极:正极:总反应式:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑二、原电池——化学能直接转化为电能铜铁浓HNO3Cu-2e-=Cu2+2