6.1.2+化学反应与电能++课件+-【知识精研】高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

化学反应与电能第2课时第一节

化学反应与能量变化第六章化学反应与能量一、火力发电一、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。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，能量的利用率低弊端煤炭课堂思考请你思考！如何将化学能直接转化为电能？火力发电的化学深层本质分析燃烧氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程关键本质本质引起实验现象铜片：_________锌片：_____________________铜片：__________锌片：_________电流表：____________实验结论锌与稀硫酸反应产生氢气，而铜与稀硫酸不反应锌

电子，经导线流向

，H+在铜片上

电子被还原生成H2导线中有

通过，反应过程中产生了_____没有变化逐渐溶解，有气泡产生有气泡产生逐渐溶解，有气泡产生指针发生偏转失去铜片得到电流电能二、原电池（1）原电池①概念：将

能转化为

能的装置。②本质：发生

反应。③电极：负极：电子

的一极，发生

反应；正极：电子

的一极，发生

反应。化学电氧化还原流出氧化流入还原（2）原电池的工作原理CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极SO42-发生溶解产生气泡原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑宏观微观氧化还原外电路负极

沿导线

正极电子流向：电流方向：正极

沿导线

负极内电路阳离子正极阴离子负极【正正，负负】注意：电子不下水，离子不上岸Zn石墨稀硫酸更换电极材料ZnCu稀硫酸ZnZn稀硫酸ZnFe稀硫酸FeCu稀硫酸1.活动性不同的金属（或一种为石墨）（3）原电池的构成条件更换电解质2.电解质溶液或熔融态中（3）原电池的构成条件稀硫酸ZnCu3.必须形成闭合回路（3）原电池的构成条件硫酸铜PtAg4.自发的氧化还原反应（4）原电池的构成条件Ag思考3

(1)图1装置中的铜起什么作用？铜能否用锌代替？铜能用什么物质代替？提示铜作正极，能导电。若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。能用石墨、较不活泼的金属等代替铜。（3）原电池的构成条件(2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？提示不能，无自发进行的氧化还原反应。(3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？提示不能，酒精是非电解质，不导电。（3）原电池的构成条件典例精讲【例1】下列哪些装置能构成原电池？ABCDE√√F√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu√ZnH2SO4溶液

GGZZnCuACuSO4溶液

指出该原电池的正负电极，形成的闭合回路中电荷的流动方向，写出两极的电极反应式。e-e-负极(Zn)：Zn–2e－

=Zn2+正极(Cu)：Cu2++2e－

=Cu总反应式：

Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu应用反馈1.判断正误(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流回锌应用体验1×√××2.现有如下两个反应：A：H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2OB：Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2(1)根据上述两个反应的本质，

(填字母)反应能设计成原电池，其原因是____________________________________________________。BA为非氧化还原反应，没有电子转移；B为氧化还原反应，有电子转移应用体验1(2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。①写出电极反应式及反应类型：负极：

，

；

正极：

，

。

Cu-2e-===Cu2+氧化反应2Fe3++2e-===2Fe2+还原反应1.加快氧化还原反应的进行在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。用Zn和稀硫酸反应制氢气时，为了使反应加快，常常加入少量CuSO4溶液，请问这是为什么？提示锌和置换出的铜、稀硫酸构成了原电池，可以加快反应进行。三、原电池工作原理的应用三、原电池原理的应用2、比较金属活泼性一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。【习题】有X、Y、Z三块金属片，进行如下实验:①X、Y用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，Y极产生大量气泡；②Y、Z用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由Y→导线→Z；③X、Z用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，Z极发生氧化反应。据此判断三种金属的活动性顺序为(

)A、X>Y>Z B、X>Z>YC、Z>X>Y D、Y>Z>XKCaNaMg

Al

ZnFeSnPb(H)Cu……C特例实际与溶液反应的电极为负极CuFe浓HNO3AlMgNaOH溶液2Al-6e-+8OH-=2Al(OH)4-

6H2O

+6e-=3H2↑+6OH-负极:正极:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑Cu-2e-=Cu2+2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O负极:正极:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2OAl作负极Cu作负极三、原电池原理的应用3、设计原电池设计步骤：定—拆—找—画③找：根据氧化还原反应还原剂找负极、氧化剂找电解质溶液，正极选择不活泼的金属（能导电的非金属）④画：连接成闭合回路，画出原电池装置图。②拆：将氧化还原反应拆为氧化反应+还原反应。负极：还原剂-ne-=氧化产物；正极：氧化剂+ne-=还原产物①定：确定一个自发进行的氧化还原反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑Zn－2e－==Zn2＋2H＋＋2e－==H2↑Cu或C稀硫酸(氧化剂)三、原电池原理的应用【设计原电池】请利用氧化还原反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，设计一个原电池，标出正负极，画出电子转移方向并写出电极反应Cu+2FeCl3==2FeCl2+CuCl2负极材料还原剂电解质溶液氧化剂正极材料活泼性比铜弱的金属（如Pt）或石墨负极：Cu－2e-=Cu2+正极：2Fe3+－2e-=2Fe2+Cu石墨FeCl3溶液e-水果电池三、设计原电池探究学习

【问题和讨论】（1）

水果电池中，水果的作用是什么？（2）通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电极材料的选择有一些值得注意的问题？请与同学交流你的经验。（3）在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些？探究简易水果电池的制作

（1）水果电池中，水果的作用是电解质溶液（2）构成原电池的要素①自发的氧化还原反应②闭合回路③电极材料课本41页7题1.判断正误(1)原电池中，负极材料的活动性一定强于正极材料的活动性(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)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应××××应用体验2例同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。[提出问题]影响自制电池效果的因素有哪些？[查阅资源]电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。[实验探究]

Ⅰ.按如图连接水果电池。应用体验2Ⅱ.实验记录如下：序号电极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(1)实验①②③的目的是

。

对比实验①②③得出的结论是________________________________________________________。

(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验______(填序号)。对比④⑤得出的结论是________________________________________________________。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