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化学人教版(2019)必修第二册6.1.2化学反应与电能(共26张ppt)

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(共26张PPT)
化学反应与电能
第一节 化学反应与能量变化
1、通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质。
2、理解原电池的概念及工作原理和构成条件。
3、了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。
4、能正确书写简单化学电源的电极反应式。
学习目标
情景引入
神舟飞船
电灯
家用电器
电的获取途径
情景引入
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
2020年我国发电总量构成图
情景引入
化学能
燃料燃烧
热能
蒸汽轮机
机械能
发电机
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。
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
一、原电池—化学能直接转化为电能
这些电池释放的电能来自哪里
形成电流首先要有电子的定向移动,哪些反应会有电子转移?
化学能
氧化还原反应
一、原电池—化学能直接转化为电能
(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。
Cu
Zn
稀H2SO4
锌片溶解,表面有气泡,铜片表面没有气泡
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
铜与稀硫酸不反应
结论:
2e-
(2)用导线连接锌片和铜片,观察、比较导线连接前后的现象。
Cu
Zn
稀H2SO4
锌片溶解,铜片表面出现气泡。
结论:
产生H2(还原反应)的位置发生了改变
一、原电池—化学能直接转化为电能
结论:通过原电池装置,可将化学能直接转化为电能
(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。
(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。
一、原电池—化学能直接转化为电能
工作原理 (反应方程式) 负极(Zn)
正极(Cu) 总反应离子方程式: 。 电子移动方向 由 极经导线流向 极(电流方向相反)。 离子移动方向 阳离子向 极移动,阴离子向 极移动。 Zn - 2e- === Zn2+
2H+ + 2e- === H2↑
Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
负 正
正 负
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。
失去电子,发生氧化反应
得到电子,发生还原反应
稀硫酸
一、原电池—化学能直接转化为电能
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
还原反应
负极:
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↑
外电路
内电路
3.工作原理
2H++2e-=H2↑
正极:
电子不下水
离子不上岸
一、原电池—化学能直接转化为电能
课堂练习
3.下列关于原电池的叙述中,不正确的是(  )
C
A.原电池的负极发生的反应是氧化反应
B.原电池的正极上发生的反应为还原反应
C.原电池电解质溶液中阳离子移向负极,阴离子移向正极
D.原电池中电子流入的极一定是正极
稀硫酸
实验探究
(可以)
(可以)
(可以)
(不可以)
负极:较活泼的金属
正极:较不活泼的金属、石墨等
实验一:
形成条件一:活泼性不同的两个电极
实验探究
实验二:
(可以)
(不可以)
形成条件二:电极需浸入电解质溶液中
实验探究
实验三:
(可以)
(不可以)
形成条件三:必须形成闭合回路
实验探究
实验四:
(不可以)
形成条件四:能自发进行的氧化还原反应
(可以)
一、原电池—化学能直接转化为电能
4.原电池构成条件
① 两种活泼性不同的金属作电极 (或其中一种为能导电的非 金属,如“碳棒”、“石墨”)
② 电解质溶液
③ 形成闭合回路
④ 能自发进行氧化还原反应
两极一液一回路一反应
课堂练习
1.“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能,如图所示是某同学设计的几种装置,其中能构成原电池的是 (  )
A. ③⑤⑦ B. ①④⑤ C. ④⑤⑦ D. ②⑤⑥
A
课堂练习
2.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (   )
A. a>b>c>d B. b>c>d>a C. d>a>b>c D.a>b>d>c
实验 装置
部分 实验 现象 a极质量减小, b极质量增大 b极有气体产生, c极无变化 d极溶解, c极有气体产生 电流从a极流向d极
C
5. 判断原电池正负极方法
判断依据 负极 正极
电极材料
电子流向
电极反应
电极现象
溶液中离子流向
不活泼金属或非金属导体
活泼金属
电子流入
电子流出
还原反应
氧化反应
电极增重或产生气体
电极减轻
阳离子流向正极
阴离子流向负极
电流流向
电流流入
电流流出
一、原电池—化学能直接转化为电能
请将反应: Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 设计成原电池,负极材料、正极材料,以及电解质溶液分别是什么?写出电极反应式,画出原电池装置图。
氧化反应:Fe-2e- = Fe2+ 故只能用铁做负极
还原反应:Cu2++2e- =Cu,
故正极材料只需要活泼性比铁弱即可,如:铜、银、石墨等
电解质溶液:必须含有Cu2+,为可溶性铜盐。如:CuSO4溶液、CuCl2溶液
建模
6. 原电池设计
一、原电池—化学能直接转化为电能
请将反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+ 设计成原电池,负极材料、正极材料,以及电解质溶液分别是什么?写出电极反应式,画出原电池装置图。
负极反应:Fe-2e- = Fe2+ 故只能用铁做负极
正极反应:2Fe3++2e- =2Fe2+,
故正极材料只需要活泼性比铁弱即可,如:铜、银、石墨等
电解质溶液:必须含有Fe3+,为可溶性铁盐如:FeCl3溶液
6. 原电池设计
一、原电池—化学能直接转化为电能
7. 原电池原理的应用
① 制作化学电源
② 判断金属活动性的强弱
③ 加快反应速率
例如: 实验室制H2时,由于锌太纯,反应一般较慢,可加入少量CuSO4 以加快反应速率。
④ 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀
钢铁中含有碳,可与Fe组成原电池,发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
一、原电池—化学能直接转化为电能
简易电池的设计与制作
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。
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。
1、一次电池
(1)特点:电池放电后不能充电
(2)锌锰干电池
①锌筒为负极,电极反应是Zn - 2e- = Zn2+。
②石墨棒为正极,二氧化锰是氧化剂。
③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。
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。
二、常见的化学电源
(1)特点: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。
(2)能量转化:
(3)实例:铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。
(4)应用:汽车;手机、笔记本电脑
锂是密度最小的金属,用锂作为电池的负极,跟用相同质量的其他金属作负极相比较,使用寿命大大延长。
二、常见的化学电源
2.二次电池(充电电池)

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化学人教版(2019)必修第二册6.1.2化学反应与电能(共26张ppt)

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