化学化学反应与电能 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修二

化学反应与电能第2课时

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化人教版必修第二册新课导入电是从哪来的？我们的生活很难离开电，新课导入火力发电核电站水力发电风力发电太阳能发电地热发电新课导入火力发电的原理观看视频那怎么把化学能直接转化为电能的？注：该视频来源于腾讯视频新课导入火力发电的原理化学能热能燃烧蒸汽机械能发电机电能其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。新课导入能不能直接转化？热能机械能（涡轮机）电能燃烧蒸汽发电机化学能（燃料）1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低火力发电的原理煤炭发电存在什么问题？化学能

电能？

能否直接转化为再也不用担心手机没电了！原电池：将化学能直接转化为电能的装置讨论与交流电流是如何产生的？怎样的化学反应才能产生电流？电荷的定向移动氧化还原反应Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-稀硫酸ZnZn逐渐_____Zn表面产生____溶液______现象：【实验一】【思考1】什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？

探究1:把化学能直接转变为电能的装置化学能____能溶解气泡变热热【实验二】锌片上_____________铜片_____________稀硫酸ZnCu现象：

探究1:把化学能直接转变为电能的装置产生大量的气泡无明显现象【实验6-3】(2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。[思考2]怎样才能知道电子发生了电子的定向移动？【实验6-3】(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。锌片_____________铜片上_____________逐渐溶解有气泡产生现象：稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnCu现象：

探究1:把化学能直接转变为电能的装置【实验三】锌片逐渐溶解，产生少量气泡铜片上有气泡产生电流表指针_________A发生偏转实验探究实验演示视频（点击播放）原电池1.定义：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池2.正负极：电子流入（还原反应）正极：负极：电子流出（氧化反应）AZnCuSO42－H+H+正极负极e－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↑电子流向：负极

沿导线

正极电流方向：正极沿导线负极外电路：内电路：阴离子负极阳离子正极外电路内电路3、工作原理2H++2e－=H2↑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。①图1装置中的铜起什么作用？能否用其他物质代替？提示铜作导体。能用石墨、较不活泼的金属等代替铜。(4)原电池的构成条件铜酒精溶液①电极材料实验装置能否构成原电池结论能能不能1.一般有两种活泼性不同的金属电极（或一种是非金属导体，如石墨）2.一般较活泼的金属作负极；较不活泼的金属、石墨等作正极例外：Al/NaOH/Mg原电池：是Al作负极Cu/HNO3（浓）

/Fe原电池：是Cu作负极原电池5.构成条件稀硫酸ZnZn稀硫酸ZnCu稀硫酸FeCu②电解质溶液实验装置能否构成原电池结论能能不能电极材料均浸入的是电解质溶液,或熔融的电解质原电池5.构成条件稀硫酸ZnCu酒精ZnCuCuSO4FeCu实验装置能否构成原电池结论能不能1.自发进行的氧化还原反应2.反应实质：一般原电池的负极和电解质溶液发生氧化反应③自发的氧化还原反应原电池5.构成条件硫酸铜AgCu稀硫酸ZnCu实验装置能否构成原电池结论④闭合回路能不能整个装置应构成闭合电路，导线连接，或直接接触能原电池5.构成条件稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnCuZnCu稀硫酸稀硫酸导电活泼性不同电解质闭合回路氧化还原自由移动的电子自由移动的离子课堂小结稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液稀硫酸①②③④⑤⑥⑦⑧课堂练习间接：直接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发电机电能装置原电池概念构成条件工作原理化学能与电能课堂小结原电池原理的应用3、比较金属的活泼性原电池中，一般活动性较强的金属为

极，活动性较弱的金属为

极。

负

正

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×√××

2.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。应用体验负极锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)正极Cu

(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

。应用体验正极铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)负极XAg++e-===Ag

归纳总结电极名称的判断方法返回原电池原理的应用3.(2023·安徽芜湖一中高一质检)a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两组成原电池。若a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，d极质量减少；a、c相连时，c极上产生大量气泡；a、d相连时，H＋移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为A.b＞a＞d＞c B.b＞d＞a＞cC.b＞a＞c＞d D.b＞d＞a＞c√随堂演练1234原电池原理的应用根据反应Fe+2FeCl3=3FeCl2设计原电池※电极材料：负极

，正极

。※电解质：

。※电极反应式：负极:.

正极:.负极正极e-金属活泼性：

得或失电子：

发生什么反应：

电极现象：

金属活泼性：

得或失电子：

发生什么反应：

电极现象：

较活泼金属较不活泼金属失去电子得到电子氧化反应还原反应金属溶解有气体产生或有固体析出阴离子阳离子导线原电池中正负极的判断原电池原理的应用1、制造化学电池一次电池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）二次电池（可充电电池）充电时氧化还原反应可以逆向进行燃料电池将燃料（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010203原电池原理的应用

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):

Zn-2e-=Zn2+正极(C)：2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O原电池原理的应用负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正极:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O正极：PbO2负极：Pb电解质：H2SO4溶液氧化反应还原反应正负极材料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。原电池原理的应用介质H-O燃料电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-燃料电池——高效、环境友好的化学电池电极反应式的正误判断1、给定电池总反应

科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池总反应为：O2+2H2=2H2O电池负极反应式为A.H2+2OH-+2e-=2H2OB.O2+4H++4e-=2H2OC.H2-2e-=2H+

D.O2+2H2O+4e-=4OH-负极正极e-金属活泼性：

得或失电子：

发生什么反应：

电极现象：

金属活泼性：

得或失电子：

发生什么反应：

电极现象：

较活泼金属较不活泼金属失去电子得到电子氧化反应还原反应金属溶解有气体产生或有固体析出阴离子阳离子导线原电池中正负极的判断原电池原理的应用原电池相关的知识2.电路：外电路内电路电子流向：失电子的一极流向得电子的一极电流方向：与电子流动方向相反阴离子流动方向与电子流动方向一致阳离子流动方向与电流方向一致1.电极：正极：电子流入的一极（Cu）负极：电子流出的一极（Zn）3.电极反应式：正极：2H++2e-＝H2↑负极：Zn－2e-＝Zn2+4.总反应式：Zn+2H+

＝Zn2++H2↑原电池原理的应用发展中的化学电源一次性电池——干电池二次电池（充电电池）燃料电池普通锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池镍镉充电电池锂电池氢氧燃料CH4燃料电池1.判断正误(1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(4)原电池中正极材料一定发生还原反应(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子应用体验×××××P45应用体验2.(2022·江西新余第一中学高一期末)国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴