人教版高中化學必修二 化學反應(yīng)與能量變化 化學反應(yīng)與能量課件(第2課時化學反應(yīng)與電能)新

化學反應(yīng)與能量第六章第一節(jié)化學反應(yīng)與能量變化第2課時化學反應(yīng)與電能

第二節(jié)化學反應(yīng)與電能火力發(fā)電原理及過程第二節(jié)化學反應(yīng)與電能氧化還原反應(yīng)氧化劑：化合價降低，得電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，得到還原產(chǎn)物還原劑：化合價升高，失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，得到氧化產(chǎn)物火力發(fā)電：燃燒燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，而氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。?化學能

電能直接第二節(jié)化學反應(yīng)與電能1．實驗探究裝置現(xiàn)象解釋或結(jié)論實驗1①鋅片：不斷溶解，且鋅片上有_________②銅片：___________鋅是活潑金屬能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；銅不能與稀硫酸反應(yīng)實驗2①鋅片：不斷溶解②銅片：_______，但銅片上產(chǎn)生大量氣泡③電流計：指針發(fā)生______有______產(chǎn)生，裝置中_____能轉(zhuǎn)化為_____能第二節(jié)化學反應(yīng)與電能1．原電池(1)定義：將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置叫做原電池。(2)電極：正極：負極：電子流入的電極電子流出的電極通常是不活潑金屬或石墨電極通常是活潑金屬得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)失電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)第二節(jié)化學反應(yīng)與電能銅-鋅原電池：銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。Zn極：Zn–2e-=Zn2+氧化反應(yīng)Cu極：2H++2e-

=H2↑還原反應(yīng)負正負極：Zn–2e-=Zn2+正極：2H++2e-

=H2↑總反應(yīng)式：Zn+2H+=Zn2+

+H2↑原電池反應(yīng)的本質(zhì)是：氧化還原反應(yīng)第二節(jié)化學反應(yīng)與電能構(gòu)成原電池的條件(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(1)具有活潑性不同的兩個電極；(2)兩電極插入電解質(zhì)溶液中；(3)形成閉合回路；例：如圖所示各裝置中，不能構(gòu)成原電池的是(燒杯中所盛液體都是稀硫酸)(

)D第二節(jié)化學反應(yīng)與電能第二節(jié)化學反應(yīng)與電能C第二節(jié)化學反應(yīng)與電能C第二節(jié)化學反應(yīng)與電能C第二節(jié)化學反應(yīng)與電能D第二節(jié)化學反應(yīng)與電能2．化學電池第二節(jié)化學反應(yīng)與電能例：鉛蓄電池、鋰電池、鎳氫電池第二節(jié)化學反應(yīng)與電能（1）鉛蓄電池負極材料：Pb正極材料:PbO2電解質(zhì)溶液：H2SO4總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4=

2PbSO4＋2H2O負極：Pb-2e－＋SO42－

=PbSO4↓正極：PbO2＋2e－

＋4H＋＋SO42－=PbSO4↓＋2H2O第二節(jié)化學反應(yīng)與電能第二節(jié)化學反應(yīng)與電能B第二節(jié)化學反應(yīng)與電能B第二節(jié)化學反應(yīng)與電能3.已知空氣-鋅電池的電極反應(yīng)式為鋅片：Zn+2OH－-2e－=ZnO+H2O

碳棒：

據(jù)此判斷，鋅片為（）

A.正極，被還原B.正極，被氧化C.負極，被還原D.負極，被氧化D第二節(jié)化學反應(yīng)與電能A.上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B.干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞C.鉛蓄電池工作時，電能轉(zhuǎn)化成化學能D.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源C4.下面是幾種常見的化學電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是（）第二節(jié)化學反應(yīng)與電能5.有一種新型的堿性鋅錳電池，它是在酸性鋅錳電池的基礎(chǔ)上改進的。下列對于堿性鋅錳電池的敘述中不正確的是（）A.堿性鋅錳電池工作時，電子由Zn極經(jīng)外電路流向碳極B.這種電池較酸性鋅錳電池使用壽命長C.堿性鋅錳電池可以實現(xiàn)化學能向電能的轉(zhuǎn)化和電能向化學能的轉(zhuǎn)化D.這種電池的電解質(zhì)由傳統(tǒng)的NH4Cl換成濕的KOHC第3課時原電池原理應(yīng)用

化學電源第六章

第一節(jié)化學反應(yīng)與能量變化

1.知道干電池、充電電池、燃料電池等化學電源的特點。2.掌握構(gòu)成電池的要素，了解不同電極材料對電池性能的影響。3.能正確書寫簡單化學電源的電極反應(yīng)式。核心素養(yǎng)發(fā)展目標二、化學電源內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、設(shè)計原電池拓展延伸電極反應(yīng)式的書寫設(shè)計原電池SHEJIYUANDIANCHI011.依據(jù)已知一個氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。知識梳理2.實例以Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑為例Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑Cu或C稀硫酸(1)理論上任何氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池(

)(2)原電池中負極上發(fā)生氧化反應(yīng)(

)(3)原電池中正極材料一定發(fā)生還原反應(yīng)(

)(4)原電池中正極材料必須與電解質(zhì)溶液的某種離子反應(yīng)(

)判斷正誤×√××1.理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。選擇適宜的材料和試劑，請利用反應(yīng)“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”設(shè)計一個原電池?；卮鹣铝袉栴}：(1)用雙線橋分析上述離子反應(yīng)，標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目______________；其中氧化反應(yīng)的半反應(yīng)可表示為“Fe－2e－===Fe2＋”，則還原反應(yīng)的半反應(yīng)為____________________。理解應(yīng)用2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(2)若設(shè)計成原電池①負極材料是___，選擇依據(jù)是__________________________________________________；②正極材料可選用__________，選擇依據(jù)是___________________________________________。③_________________溶液作電解質(zhì)。(3)寫出電極反應(yīng)式正極：___________________，負極：_______________。(4)該原電池中電子從________極流出，電解質(zhì)溶液中的陽離子(Fe3＋)移向_____________極。鐵固體鐵單質(zhì)能導電，可被電解質(zhì)溶液中的Fe3＋氧化為Fe2＋銅(或石墨)銅(或石墨)的還原性比鐵弱，且為能導電的固體FeCl3[或Fe2(SO4)3]2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋鐵(負)銅或石墨(正)歸納總結(jié)用雙線橋法書寫電極反應(yīng)式的步驟2.水果簡易電池的制作(1)探究制作水果電池對電極材料的要求(按如圖連接)(已知電流表的指針偏向電子流入的電極)電極材料水果電流表偏轉(zhuǎn)方向電極名稱鐵片、銅片蘋果偏向銅片鐵：_____銅：_____鐵片、鎂條蘋果偏向_____鐵：_____鎂：_____鐵片、碳棒檸檬偏向_____鐵：_____碳棒：_____鐵片、鐵片檸檬_______

銅片、碳棒檸檬幾乎不偏轉(zhuǎn)

負極正極鐵片正極負極碳棒負極正極不偏轉(zhuǎn)問題討論：水果的作用是作：

。實驗結(jié)論：構(gòu)成原電池的要素有：①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。②兩個活潑性

的電極，

溶液，形成閉合回路。③根據(jù)電極材料判斷電極：較活潑金屬作

，不活潑的金屬或惰性電極作

。電解質(zhì)溶液不同電解質(zhì)負極正極(2)探究影響電流效果的因素【實驗1】探究電極材料對電流效果的影響電極材料電極間距/cm水果電流表/μA，偏轉(zhuǎn)角度(填“大”或“小”)鐵、銅1蘋果___鎂、銅1蘋果___小大實驗結(jié)論：在其他條件相同時，電極材料活潑性差別越大，電流效果越好。【實驗2】探究不同水果對電流效果的影響電極材料電極間距/cm水果電流表/μA，偏轉(zhuǎn)角度鋅、銅1蘋果___鋅、銅1檸檬___小大實驗結(jié)論：在其他條件相同時，不同的電解質(zhì)溶液，電流效果

。不同【實驗3】探究電極間距對電流效果的影響電極材料電極間距/cm水果電流表/μA，偏轉(zhuǎn)角度鋅、銅1檸檬___鋅、銅2檸檬___大小實驗結(jié)論：在其他條件相同時，兩電極間距越小，電流效果

。越好歸納總結(jié)水果電池的電流效果與電極材料、水果的種類有關(guān)，另外還與兩電極間距離以及電極插入水果的深度等因素有關(guān)。1.右圖為番茄制作的水果電池，下列說法正確的是A.一段時間后，銅片質(zhì)量減小B.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)C.電流由鋅通過導線流向銅D.銅電極是該電池的負極跟蹤強化123√解析鋅的金屬性強于銅，所以鋅是負極，銅是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子生成氫氣，所以選項B正確。2.利用離子反應(yīng)“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”設(shè)計原電池，下列設(shè)計不合理的是①銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池②石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池③鐵片、鋅片、Fe(SO4)3溶液組成的原電池④銀片、鐵片、Fe(NO3)2溶液組成的原電池A.①② B.②③ C.③④ D.②④解析Cu不如鐵活潑，則Fe作負極、Cu作正極，故①正確；活潑金屬鐵作負極，電解質(zhì)溶液是含有Fe3＋的溶液，故②正確；Fe不如Zn活潑，則Fe作正極、Zn作負極，故③錯誤；電解質(zhì)溶液必須是可溶性的鐵鹽溶液，故④錯誤。123√3.選擇適宜的材料和試劑，請利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設(shè)計一個化學電池?；卮鹣铝袉栴}：(1)負極材料：___；正極材料：__________；電解質(zhì)溶液：___________。(2)寫出電極反應(yīng)式正極：__________________；負極：________________。(3)原電池中電子從______極流出，電解質(zhì)溶液中陰離子流向____極(填“正”或“負”)。123返回銅銀(或碳棒)AgNO3溶液2Ag＋＋2e－===2AgCu－2e－===Cu2＋銅(負)負02化學電源HUAXUEDIANYUAN1.一次電池(1)特點：電池放電后

充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)

逆向進行)，如鋅錳干電池屬于一次電池。(2)鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示：①鋅筒為

，電極反應(yīng)是

。②石墨棒為

，最終被還原的物質(zhì)是

。③NH4Cl糊的作用

。知識梳理不能無法負極Zn－2e－===Zn2＋正極二氧化錳電解質(zhì)溶液2.二次電池(充電電池)(1)特點：二次電池在放電時所進行的

，在充電時可以

，使電池恢復到放電前的狀態(tài)。(2)能量轉(zhuǎn)化：化學能

電能(3)常見的充電電池：鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池。3.燃料電池(1)特點：①反應(yīng)物儲存在電池外部，②能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔、安全，③供電量易于調(diào)節(jié)。(2)燃料電池常用的燃料有：

、

、乙醇等。常用氧化劑：氧氣。氧化還原反應(yīng)逆向進行氫氣甲烷(1)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(

)(2)氫氧燃料電池是將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?

)(3)充電電池可以無限制地反復充電、放電(

)(4)氫氧燃料電池比氫氣直接燃燒發(fā)電能量利用率高(

)判斷正誤×××√1.1800年伏打用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片疊成電堆產(chǎn)生了電流，這個裝置后來稱為伏打電池(也叫伏打電堆)，如下圖所示。理解應(yīng)用觀察示意圖，思考回答下列問題：(1)負極是：___，電極反應(yīng)_______________。(2)正極是：____。(3)猜測得電子發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)可能是______。ZnZn－2e－===Zn2＋Cu氧氣2.鉛酸電池常用作汽車電瓶，其構(gòu)造如圖所示，工作時該電池總的方程式為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O按要求回答下列問題：(1)負極材料是____，正極材料是______，電解質(zhì)溶液是_______。PbPbO2H2SO4解析負極每個鉛原子失去2e－，就生成一個PbSO4，負極增加一個SO，SO的摩爾質(zhì)量為96g·mol－1。(2)工作時，電解質(zhì)溶液中的H＋移向___________極。(3)工作時，電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度_____(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)當鉛蓄電池向外電路提供2mole－時，理論上負極板的質(zhì)量增加___g。PbO2電(正)減小961.下列有關(guān)電池的敘述不正確的是A.水果電池是方便實用的家用電池B.鉛蓄電池是一種常用的二次電池C.氫氧燃料電池是一種高效、無污染的發(fā)電裝置D.鋅錳干電池工作一段時間后，鋅外殼逐漸變薄跟蹤強化123√42.下列電池工作時，O2在正極得電子的是ABCD鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鎳鎘電池√解析氫氧燃料電池的總反應(yīng)是2H2＋O2===2H2O，因而正極是O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)。12343.下列有關(guān)鋅錳干電池的說法中正確的是A.鋅外殼是負極，石墨碳棒是正極材料B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼C.電流從鋅流到碳棒上D.在電池內(nèi)部陽離子從碳棒向鋅片移動√解析A項，在鋅錳干電池中，鋅外殼是負極，石墨碳棒是正極，故正確；B項，在外電路中電子從鋅外殼流向碳棒，故錯誤；C項，電流的方向與電子的流向相反，應(yīng)從碳棒流向鋅，故錯誤；D項，電池內(nèi)部，陽離子向正極碳棒移動，故錯誤。1234返回4.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的原電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是A.Pb是正極B.PbO2得電子，被氧化C.負極反應(yīng)是Pb＋SO－2e－===PbSO4D.電池放電時，溶液的酸性增強解析從鉛蓄電池的放電反應(yīng)可以看出：放電過程中Pb失去電子變?yōu)镻b2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，因而Pb是負極；PbO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，被還原；反應(yīng)過程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性減弱?！?23403拓展延伸電極反應(yīng)式的書寫TUOZHANYANSHENDIANJIFANYINGSHIDESHUXIE1.書寫電極反應(yīng)式的原則電極反應(yīng)式遵循質(zhì)量守恒、得失電子守恒及電荷守恒，遵循離子方程式的書寫規(guī)則，兩電極反應(yīng)式相加得電池總化學(或離子)方程式。2.書寫電極反應(yīng)式的基本類型(1)類型一題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式①首先找出原電池的正、負極，即分別找出氧化劑和還原劑。②結(jié)合電解質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。③遵循氧化還原反應(yīng)離子方程式配平原則，寫出電極反應(yīng)式。(注意：電極產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液共存，如鉛蓄電池的負極鉛失電子變?yōu)镻b2＋，但Pb2＋與硫酸溶液中的SO不共存，因而負極電極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SO===PbSO4)④將兩電極反應(yīng)式相加(注意兩極得失電子數(shù)相等)可得電池總反應(yīng)式。(2)類型二題目中給出原電池的總反應(yīng)式①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑發(fā)生的反應(yīng)即為負極反應(yīng)。②當氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時，還應(yīng)考慮電解質(zhì)是否參與了反應(yīng)。③若有一個電極反應(yīng)式較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)式，然后再用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)式即得到另一電極反應(yīng)式。1.一種鎂－空氣電池裝置如圖所示，電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭，電解液為KOH濃溶液。理解應(yīng)用(1)負極電極反應(yīng)式___________________________，正極電極反應(yīng)式_______________________。Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2O2＋4e－＋2H2O===4OH－解析Mg是強還原劑，易失電子，作負極，失電子變?yōu)镸g2＋，而Mg2＋與OH－不共存，因而電極反應(yīng)為Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2；活性炭為正極，吸附在活性炭中的氧氣得電子變?yōu)镺2－，O2－與H2O不共存，生成OH－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)電子移動的方向是由___經(jīng)外電路到___。(填“a”或“b”)(3)電池總反應(yīng)式為____________________________。解析兩極反應(yīng)式相加即可得電池總反應(yīng)式。ab2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)22.(2019·北海期末)某鋰離子電池的工作原理如圖所示(a極材料為金屬鋰和石墨的復合材料，b極材料為FePO4和石墨的復合材料)，其電池反應(yīng)為Li＋FePO4===LiFePO4(1)a為___極，電極反應(yīng)式：_____________；b為___極，電極反應(yīng)式：______________________________。(2)電池內(nèi)部Li＋由___側(cè)移向___側(cè)(填“左”或“右”)。(3)能否用磷酸溶液作電解質(zhì)____。(填“能”或“否”)負Li－e－===Li＋正FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4左右否3.如圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當電解質(zhì)溶液為硫酸時)和堿式[當電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時]兩種。試