化学能与电能课件高一下学期化学人教版

第六章化学反应与能量课时2化学反应与电能人教版高中化学必修第二册第一节化学反应与能量变化

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，又称为电力。我国电能主要来自火力发电。化学能热能

机械能

电能燃烧蒸汽发电机能否找到一种装置将化学能直接转化为电能呢？

一、化学能转化为电能？

一、化学能转化为电能【思考1】火力发电的关键是什么？电流电子定向移动闭合通路氧化还原反应氧化反应:失e-还原反应:得e-【思考2】氧化还原反应有什么特点，可不可以将化学能转化为电能？燃烧（氧化还原反应）定向迁移实验现象：铜片：无气泡产生锌片：逐渐溶解，有气泡产生结论：锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应Zn片

Cu片

一、化学能转化为电能[实验6-3]（1）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑Zn+2H+=Zn2+

+H2↑（还原剂）（氧化剂）实验现象：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，产生氢气的位置发生改变（2）将Zn片,Cu片用一导线连接再插入稀H2SO4中，有什么现象？（3）用导线在锌片和铜片之间串联个电流表实验现象：铜片有气泡，锌片：逐渐溶解，电流表：指针偏转，溶液不变蓝。离子方程式：Zn+2H+=Zn2+

+H2↑二、原电池的构造

原电池1、定义：将_________转变成_______的装置。化学能电能e－AZnCuSO42－H+H+正极负极2、电极：氧化反应还原反应I电子由Zn→导线→铜片→H+定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转。稀H2SO4溶液

负极：电子流出的一极，发生氧化反应；

正极：电子流入的一极，发生还原反应。本质：氧化还原反应稀硫酸提示：整个电路构成了闭合回路带电粒子的定向移动产生电流思考6:哪些离子移向铜片？哪些离子移向锌片？思考5:电子不能在溶液中移动，那溶液中靠什么传递电荷呢？锌片铜片e-e-H+Zn2+H+SO42-SO42-SO42-2.工作原理ZnACuH＋Zn2+e-ZnH＋Cu内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。外电路：电子由负极经导线流向正极H＋SO42－SO42－SO42－e-负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑发生氧化反应发生还原反应H2SO4溶液Zn电子岸上走离子水中游总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑电解质溶液离子移动正正负负1.能自发进行的氧化还原反应2.两导体作电极：①两种活动性不同的金属，如Zn和Pt等活泼性不

同的电极。②一种金属和一种非金属导体，如石墨和Zn等。③两种非金属单质，如燃料电池电极两个石墨。3.电极插入电解质溶液或者熔融状态的电解质形

成闭合回路。（电解质：酸、碱、盐可参与电

极反应）

4.

两电极用导线连接或直接接触（外电路）。二、原电池的构建:两极一液成回路，氧化还原是本质CuZnA稀H2SO4可替换为：石墨负极正极两极材料两极反应实验现象电流、电子的移动方向离子移动方向e-I较活泼金属较不活泼金属/非金属失去电子；氧化反应金属溶解、质量减少得到电子；还原反应电极质量增加或有气体产生负极正极阴离子移向负极阳离子移向正极小结：原电池正负极的判断方法CuZnA稀H2SO41、在如图所示的装置中，属于原电池的是(

)

习题④⑦⑨⑩⑪条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件三：必须形成闭合回路三、电极反应方程式书写书写电极反应式，注意几点：

1.写：自发的氧化还原反应（也是一种离子反应，按离子

反应式的一切规则）2.找：还原剂找负极、氧化剂找电解质溶液，正极选择不

活泼的金属或导电的非金属。3.拆：反应拆为氧化反应、还原反应。

负极（氧化反应）：还原剂－ne-=氧化产物；

正极（还原反应）：氧化剂+ne-=还原产物；（1）两极电极反应式中的电子得失数目（一般）保持相等。（2）反应物、产物与溶液的酸碱性有关。4.画出原电池装置图。

负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+正极（石墨）：2H++2e-=H2↑正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑总反应:

Zn+Cu2+=Zn2++Cu(Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑)(Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu)作差法：负极反应+正极反应=总反应总反应－负极反应=正极反应、总反应－正极反应=负极反应。习题利用

Cu

+

2FeCl3

=

CuCl2

+

2FeCl2

反应，设计原电池：（1）选用______为负极，______为正极，电解质溶液为___________。（2）写出电极反应式负极：____________________________正极：____________________________总反应式：____________________________（3）画出装置图三、电极反应方程式书写负极材料还原剂氧化剂电解质溶液Cu石墨FeCl3溶液Cu石墨

FeCl3溶液Cu－2e-=Cu2+2Fe3+－2e-=2Fe2+

Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+正极材料：惰性电极0+3+2+2①加快氧化还原反应的速率Zn四、原电池原理的应用例：纯锌跟稀硫酸的反应速率很小,为了加快锌的溶解,增大放出氢气的速率,并且使产生氢气的量不变,当稀硫酸过量时,可向其中加入少量(

)A.硫酸铜溶液 B.硫化铜固体C.铜D.镁条C解析：A.在Zn和稀硫酸反应时滴加少量CuSO4溶液，Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，置换出的铜和锌能构成原电池加快Zn与稀硫酸反应的速率，稀硫酸过量，Zn全反应，一部分反应生成H2，一部分反应生成Cu，故H2的产量减少。B.CuS难溶于水,与稀硫酸不反应,加入CuS固体对反应速率和H2产量无影响;C.加入铜,Cu与Zn、稀硫酸构成原电池,能增大反应速率且不影响H2的产量,C符合题意;D.硫酸溶液中加入镁条,锌、镁和稀硫酸构成原电池,增大反应速率,但镁也和稀硫酸反应生成H2,可增大H2的产量。四、原电池原理的应用②比较金属的活动性强弱KCaNaMg

Al

ZnFeSnPb(H)Cu……

【习题】有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①a、b相连后，a极金属不断溶解②c、d相连后，外电路电流由d到c③a、c相连后，c极产生大量气泡④b、d相连后，d极发生氧化反应据此，判断四种金属的活动性顺序是：______________________。a＞c＞d＞b一般情况下，负极比正极活泼。问题:利用Al片、Cu片、浓硝酸设计一个简单的原电池，试画出装置图。Cu+2NO3-

+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O负极材料：Cu还原剂氧化剂电解质溶液:浓硝酸正极材料：Al片（惰性电极）知识点：冷的浓硝酸或浓硫酸能使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而钝化。负极:Cu-2e-=Cu2+正极:2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O以实际与溶液反应的电极来判断正负极特例开始时：Al(-)作负极;Cu(+)作正极。金属性Al>Cu,Al与浓硝酸反应，Al失去电子作负极；但很快Al表面被迅速氧化生成致密的氧化膜而钝化，Al不再失去电子,正、负极调换,Cu(-)作负极;Al(+)作正极。Cu与浓硝酸反应，Cu失去电子作负极。特例实际与溶液反应的电极为负极CuFe浓HNO3Cu-2e-=Cu2+2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O负极:正极:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O负极AlMgNaOH溶液2Al-6e-+8OH-=2Al(OH)4-

6H2O

+6e-=3H2↑+6OH-负极:正极:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑负极Fe、Al与不活泼金属在冷的浓硝酸或浓硫酸形成原电池，不活泼金属做负极。正极正极Mg、Al与氢氧化钠溶液形成原电池，Al做负极。1.将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H2SO4溶液中，下列各叙述正确的是（）A、正极附近SO42-的浓度逐渐增大B、负极附近SO42-的浓度逐渐增大C、电解质溶液的pH逐渐减小D、电解质溶液的pH逐渐增大BD

习题

习题2.将足量且等量的形状相同的锌块分别加入等浓度、等体积的两份稀硫酸X、Y中,同时向X中加入少量饱和CuSO4溶液,发生反应生成氢气的体积(V)与时间