人教版高中化学 2.2.1《化学能与电能》课件 新人教必修2.ppt

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1、2021/8/9 星期一1 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量2021/8/9 星期一2电能（电力）：电能（电力）：一次能源和二次能源一次能源和二次能源能源的分类能源的分类二次能源二次能源2021/8/9 星期一3燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能（一）火力发电的原理及过程（一）火力发电的原理及过程燃烧燃烧氧化还原反应氧化还原反应关键关键:本质：本质：注：注：2021/8/9 星期一4a.我国煤炭资源丰富我国煤炭资源丰富,廉价方便廉价方便.b.电能清洁安全电能清洁安全,又快捷方便又快捷方便.a.排出大量的温

2、室效应气体排出大量的温室效应气体.b.有废气可能导致酸雨有废气可能导致酸雨c.废料废水废料废水d.储量有限储量有限e.能量转换效率低能量转换效率低2021/8/9 星期一5思考思考：能否将化学能直接转化为电能？能否将化学能直接转化为电能？2021/8/9 星期一6实验实验 原电池原理探究原电池原理探究步骤步骤讨论与交流讨论与交流1.将将Zn片插入稀片插入稀H2SO4Zn片和片和Cu片上片上现象有何差别现象有何差别?2.将将Cu片插入稀片插入稀H2SO43.Zn片和片和Cu片同时插入片同时插入稀稀H2SO4(不接电流表不接电流表)Cu片上有何现象片上有何现象?推测原因推测原因.4.Zn片和片和C

3、u片用导线连片用导线连接接(中间接电流表中间接电流表)插入插入稀稀H2SO4(偏向偏向?)电流表指针有何电流表指针有何变化变化?说明了什说明了什么么?铜片上有气泡产生，铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。流表的指针发生偏转。锌片上有气泡，锌片上有气泡，铜片上无气泡，铜片上无气泡，锌片上有气泡，锌片上有气泡，铜片上无气泡，铜片上无气泡，2021/8/9 星期一7（二）、原电池（二）、原电池 1、定义定义:把把化学能化学能转变为转变为电能电能的装置的装置.2021/8/9 星期一8CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（可以）条件一：有活泼性不同的两种金属或非条

4、件一：有活泼性不同的两种金属或非金属导体金属导体2021/8/9 星期一9（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中；形成条件二：电极需插进电解质溶液中；实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件2021/8/9 星期一10实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）（可以）（可以）2021/8/9 星期一112 2、原电池的构成条件、原电池的构成条件 闭合回路闭合回路:电极用导线相连或直接接触电极用导线相连或直接接触两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属两个电极两个电极金属和非

5、金属导体金属和非金属导体(石墨石墨)金属和不溶性金属氧化物金属和不溶性金属氧化物电解质溶液电解质溶液2021/8/9 星期一123 3、工工作作原原理理电极电极正正极极负负极极定义定义:电子流出电子流出(失电子失电子)的一极的一极电极材料：电极材料：较活泼金属较活泼金属定义定义:电极材料：电极材料：电子流入电子流入(得电子得电子)的一的一极极较不活泼金属或碳棒较不活泼金属或碳棒电极电极反应反应负极负极:正极正极:电解质溶液中的阳离子得电子，发生电解质溶液中的阳离子得电子，发生还原反应还原反应电极本身失电子，发生氧化反应电极本身失电子，发生氧化反应电池反应：电池反应：两电极反应式相加两电极反应式

6、相加电子流动方向：电子流动方向：负极负极 导线导线 正极正极溶液中离子溶液中离子移动方向：移动方向：阳离子移向正极阳离子移向正极阴离子移向负极阴离子移向负极2021/8/9 星期一133 3、工工作作原原理理电极电极正正极极负负极极定义定义:电子流出电子流出(失电子失电子)的一极的一极电极材料：电极材料：较活泼金属较活泼金属定义定义:电极材料：电极材料：电子流入电子流入(得电子得电子)的一的一极极较不活泼金属或碳棒较不活泼金属或碳棒电极电极反应反应负极负极:正极正极:电解质溶液中的阳离子得电子，发生电解质溶液中的阳离子得电子，发生还原反应还原反应电极本身失电子，发生氧化反应电极本身失电子，发生

7、氧化反应电池反应：电池反应：两电极反应式相加两电极反应式相加电子流动方向：电子流动方向：负极负极 导线导线 正极正极溶液中离子溶液中离子移动方向：移动方向：阳离子移向正极阳离子移向正极阴离子移向负极阴离子移向负极2021/8/9 星期一14负极负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)电极本身失去电子电极本身失去电子.例例1：铜铜.锌锌.稀稀H2SO4组成的原电池组成的原电池的电极反应式的电极反应式2H+Zn=H2+Zn2+或或 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 正极正极(Cu):2H+2e-=H2 (还原反应还原反应)电解质溶液中的阳离子得电子电解质溶液中的阳离子得电子.注注

8、:得失电子相等得失电子相等,总反应式总反应式:两式相加两式相加2021/8/9 星期一15例例2：铜铜.锌锌.稀稀HCl水溶液组成的原电池水溶液组成的原电池电极反应式电极反应式:负极负极(Zn):正极正极(Cu):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)电极本身失去电子电极本身失去电子.2H+2e-=H2(还原反应还原反应)电解质溶液中的阳离子得子电解质溶液中的阳离子得子.2H+Zn=H2+Zn2+或或 Zn+2HCl=ZnCl 2+H2 注注:得失电子相等得失电子相等,总反应式总反应式:两式相加两式相加2021/8/9 星期一16例例3：铜铜.锌锌.CuSO4溶液组成的原电池溶液组成的原电

9、池电极反应式电极反应式:负极负极(Zn):正极正极(Cu):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)电极本身失去电子电极本身失去电子.Cu2+2e-=Cu(还原反应还原反应)电解质溶液中的阳离子得子电解质溶液中的阳离子得子.Cu2+Zn=Cu+Zn2+或或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 注注:得失电子相等得失电子相等,总反应式总反应式:两式相加两式相加2021/8/9 星期一174、原电池化学反应本质：、原电池化学反应本质：氧化还原反应氧化还原反应 较活泼的金属发生氧化反应，较活泼的金属发生氧化反应，电子电子从较活泼的金从较活泼的金属（属（负极负极）通过外电路流向通过外电路流向较不活泼

10、的金属（较不活泼的金属（正极正极）2021/8/9 星期一18病病 例例 分分 析析2021/8/9 星期一19病病 例例 分分 析析2021/8/9 星期一20病病 例例 分分 析析2021/8/9 星期一21 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？2021/8/9 星期一22练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H22021/8/9

11、 星期一23()()负极负极：正极正极：总总反应反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn-2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO42021/8/9 星期一24ZnFeCCuCZnFeZn稀H2 SO4稀H2 SO4稀H2 SO4乙醇乙醇GGGG2、按下列要求进行实验，观察现象解释原因。、按下列要求进行实验，观察现象解释原因。练习练习2021/8/9 星期一253、判断下列装置是否能构成原电池，并写、判断下列装置是否能构成原电池，并写出相应的电极反应及总反应。出相应的电极反应及总反

12、应。练习练习2021/8/9 星期一26(1)H2SO4(aq)ZnFeA(4)A CuSO4(aq)ZnZn(5)CuSO4(aq)A ZnCu(6)H2SO4(aq)ZnCA(2)酒精酒精ZnCuA(3)ZnCuCuSO4(aq)H2SO4(aq)A 下列哪些能形成原电池，判断正负极，写出电极反应式和下列哪些能形成原电池，判断正负极，写出电极反应式和总反应式总反应式()()()()()()2021/8/9 星期一27第二课时第二课时2021/8/9 星期一285、原电池的应用：、原电池的应用：（1）设计原电池）设计原电池Fe+Cu2+=Fe2+CuFe-2e-=Fe2+Cu2+2e-=Cu

13、负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液FeCuCAgCu Cl2Cu(NO3)2 Cu SO4负极负极正极正极总结：总结：先确定负极材料，再确定电解质溶液，先确定负极材料，再确定电解质溶液，最后确定正极材料最后确定正极材料2021/8/9 星期一29请根据反应请根据反应:（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（2）2H+Zn=H2+Zn2+（3）2Fe3+Fe =3 Fe 2+（4）2Fe3+Cu=3 Fe 2+Cu2+设计原电池，你有哪些可行方案设计原电池，你有哪些可行方案?练习练习2021/8/9 星期一30（2）判断金属活泼性）判断金属活泼性金属活泼性金属活泼性:负极负极正极正极在原电池

14、：在原电池：金属金属性强性强负极负极发生氧化反应发生氧化反应电子流出电子流出溶解的一极溶解的一极金属金属性弱性弱正极正极发生还原反应发生还原反应电子流入电子流入有气泡产生的一极有气泡产生的一极质量增加的一极质量增加的一极2021/8/9 星期一31把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性上有大量气泡产生，则四种金

15、属的活动性顺序由强到弱的为：顺序由强到弱的为：()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B练习练习2021/8/9 星期一32（3）加快反应速率）加快反应速率粗粗 Zn纯纯 Zn+H2SO4快快慢慢在锌与稀硫酸反应时，在锌与稀硫酸反应时，滴滴2滴硫酸铜溶液，滴硫酸铜溶液，生成氢气的速率变快，生成氢气的速率变快，为什么？为什么？2021/8/9 星期一33（4）防止金属被腐蚀）防止金属被腐蚀例：镀锌铁比镀锡铁耐用例：镀锌铁比镀锡铁耐用Fe ZnFe Sn(+)(-)(-)(+)2021/8/9 星期一34锌片插入稀硫酸中，被锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（化学腐蚀）

16、腐蚀。（化学腐蚀）锌片在锌锌片在锌,铜（稀硫酸）铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也原电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）被腐蚀。（电化学腐蚀）哪个更快？哪个更快？原电池的负极原电池的负极被腐蚀得更快。被腐蚀得更快。分析锌分析锌,铁（稀硫酸）原铁（稀硫酸）原电池中的电极反应。电池中的电极反应。你感受到作为正极，铁你感受到作为正极，铁被保护了吗？被保护了吗？原电池的金属原电池的金属正极被保护。正极被保护。2021/8/9 星期一35(1)原电池腐蚀原电池腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀(2)同种金属腐蚀同种金属腐蚀 强电解质溶液强电解质溶液弱电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液非电解质溶液(3)活泼性不同的两金属，活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快活泼性差别越大，腐蚀越快判断判断金属金属腐蚀腐蚀快慢快慢2021/8/9 星期一36本节要点本节要点:1，什么是原电池？，什么是原电池？2，构成原电池的条件是什么？，构成原电池的条件是什么？3，原电池的正负极和电子流向如何断？，原电池的正负极和电子流向如何断？4，原电池的工作原理是什么？，原电池的工作原理是什么？5，原电池的应用，原电池的应用小小 结结2021/8/9 星期一372021/8/9 星期一38