化学反应与电能课件高一下学期化学人教版3

教学目标本节重点化学能转化为电能的装置特点及原理。本节难点化学能转化为电能的装置特点及原理。1．能举出化学能转化为电能的实例，辨识简单原电池的正负极及正负极上发生的化学反应类型。2．知道原电池概念及原电池工作原理是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，知道构成原电池的条件。导入你知道吗？我们的生活很难离开电，电是从哪来的？获取电源的途径！火力发电核电站水力发电风力发电01火力发电一、火力发电探究学习1.我们日常使用的电能主要来自火力发电我们日常使用的电能主要来自火力发电。火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。一、火力发电探究学习2.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02原电池原理二、原电池原理实验探究要想使氧化还原反应释放的能量直接转化为电能，就要设计一种装置，使反应中的电子转移在一定条件下形电流。化学电池就是这样一种装置。(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。【实验6-3】二、原电池原理实验探究1.实验探究——锌铜原电池原理二、原电池原理探究学习1.实验探究——锌铜原电池原理序号实验步骤实验装置现象结论或解释Ⅰ将锌片、铜片插入盛稀硫酸的烧杯中，观察现象。Ⅱ用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象Ⅲ用导线在锌片和铜片间串联一个电流表G

，观察电流表指针是否偏转。铜片（锌片）上有气泡，电流计指针偏转

锌片表面有气泡，铜片表面没有气泡Zn+2H+=Zn2++H2↑，铜与稀硫酸不反应锌片、铜片表面都有气泡锌失去电子，经导线流向铜片，H+在铜片上得到电子还原成H2。二、原电池原理实验探究2.原电池⑴定义：把化学能转化为电能的装置⑵本质：有自发的氧化还原反应二、原电池原理探究学习3.原电池的工作原理Cu片——正极2H＋＋2e－＝H2↑Zn片——负极Zn－2e－＝Zn2＋总反应方程式：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑还原反应氧化反应电子导体电子：由负极经导线到正极电流：由正极经导线到负极离子导体阳离子正极阴离子负极二、原电池原理探究学习4.实验探究原电池形成条件ZnCu稀硫酸Zn石墨稀硫酸Zn木条稀硫酸金属与非金属导体（石墨）负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等二、原电池原理探究学习4.实验探究原电池形成条件更换电解质电极需插进电解质溶液或熔融态中二、原电池原理探究学习4.实验探究原电池形成条件硫酸铜稀硫酸ZnCu必须形成闭合回路例题【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

G你知道吗？如何设计电池呢？氧化还原反应氧化反应还原反应分开进行

形成闭合回路原电池03设计原电池三、设计原电池探究学习1.设计原电池的基本思路还原剂＋氧化剂＝氧化产物＋还原产物（失电子）（得电子）负极反应物负极材料正极反应物正极材料负极正极离子导体电子导体三、设计原电池探究学习2.将反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。Fe①依据反应式确定电极材料Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu1×Fe－2e－＝Fe2＋氧化反应负极Cu2＋＋2e－＝Cu1×还原反应正极Cu三、设计原电池探究学习2.将反应Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，设计为原电池。②判断电解质溶液Cu2＋＋2e－＝CuFeCuFe－2e－＝Fe2＋Cu2＋Cu2＋CuSO4溶液CuCl2溶液三、设计原电池探究学习

【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体会原电池的构成要素。【用品】水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等），电流表。【实验】（1）水果电池参考图6-8所示水果电池，自选水果及相关用品，制作水果电池。（2）简易电池参考图6-9，制作简易电池，并试验和比较不同材料作电极的效果。（3）设计演示原电池的趣味实验利用发光二极管、电子音乐卡或小电动机等，设计一个演示原电池的趣味实验（如电压不足，可将几个电池串联起来）。探究简易水果电池的制作

三、设计原电池探究学习3.简易水果电池的制作水果电池三、设计原电池探究学习3.简易水果电池的制作超级柠檬电池请你说说！无处不在的电池！普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池心脏起搏器电池氢氧燃料电池04化学电源一、化学电源探究学习1.一次电池电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)负极（锌筒）：Zn–2e-=Zn2+

氧化反应正极（石墨棒）：MnO2得电子还原反应锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。一、化学电源探究学习2.二次电池(充电电池)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（电能转化为电能）的循环。①铅蓄电池一、化学电源探究学习2.二次电池(充电电池)①铅蓄电池负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正极:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O正极：PbO2负极：Pb电解质：H2SO4溶液

氧化反应正负极材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放电充电

还原反应一、化学电源探究学习2.二次电池(充电电池)②锂电池负极：Li-e-=Li+正极：MnO2+e-=MnO2-总反应式：Li+MnO2=LiMnO2一、化学电源对比探究2.二次电池(充电电池)③锂离子电池负极材料：嵌锂层状石墨(LixC6

)正极材料：钴酸锂(Li1-xCoO2)电解液：锂导电有机电解液正极：

负极：

LixC6

－xe－＝6C+xLi+Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO2你知道吗？

你知道冬奥会的氢腾燃料电池汽车吗？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。与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领城有广阔的应用前景。一、化学电源探究学习3.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、高效等特点氢氧燃料电池一、化学电源探究学习3.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、高效等特点氢氧燃料电池正极：负极：2H2–4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O小结练习1.如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是()A.铜是