6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版2

第六章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二課時

化學(xué)反應(yīng)與電能情景導(dǎo)入你看過傳說中的“水果電池”嗎？電池在日常生活中的應(yīng)用隨處可見情景導(dǎo)入思考與討論能否找到一種裝置將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？優(yōu)點(diǎn)：煤炭我國資源豐富，廉價方便；電能清潔安全，又快捷方便。缺點(diǎn)：產(chǎn)生大量溫室氣體；廢氣可能導(dǎo)致酸雨；廢料、廢水任意排

放造成污染；能量轉(zhuǎn)換有損耗、效率低。理論分析電池電源+-負(fù)極：e-流出的一極正極：e-流入的一極什么類型化學(xué)反應(yīng)如何實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移？如何實現(xiàn)呢？氧化劑：失電子還原劑：得電子物理角度化學(xué)角度寫一寫：寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式并畫出單線橋Zn+2H+==Zn2++H2稀硫酸Zn實驗探究實驗探究1.將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片上有氣泡冒出，銅片上無現(xiàn)象2.用導(dǎo)線連接鋅片和銅片銅片上有氣泡冒出3.用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)【實驗結(jié)論】裝置中有電流產(chǎn)生，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池1.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置電源+-2.

Zn-Cu-H2SO4

原電池的工作原理：負(fù)極：Zn－2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極：2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）電池總反應(yīng)：Zn+2H+==Zn2++H2↑負(fù)極：e-流出的一極正極：e-流入的一極反應(yīng)本質(zhì)沒有改變改變的是氧化和還原反應(yīng)在兩個區(qū)域發(fā)生原電池CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路2H++2e－=H2↑注意：電子不下水，離子不上岸電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極失去電子得到電子吸引陽離子吸引陰離子原電池3.電極反應(yīng)：電極材料原電池正負(fù)極電極反應(yīng)式發(fā)生的反應(yīng)Zn片Cu片電極總反應(yīng)負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑（兩個電極反應(yīng)之和）小結(jié)：負(fù)極失去電子的一極氧化反應(yīng)活性強(qiáng)正極得到電子的一極還原反應(yīng)活性弱探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件形成條件1：能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（不可以）Ag探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件2：活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件（可以）（不可以）形成條件3：電極需浸入電解質(zhì)溶液中探究實驗2：構(gòu)成原電池的條件形成條件4：必須形成閉合回路（不可以）（可以）原電池4.構(gòu)成條件理論上，自發(fā)的

反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。具體條件是：①具有

的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)；②溶液：兩電極均插入

溶液中；③導(dǎo)線：兩極用導(dǎo)線相連，形成

?；顒有圆煌娊赓|(zhì)氧化還原閉合回路原電池判斷下列原電池的負(fù)極材料是什么？a極b極電解質(zhì)溶液負(fù)極AlFe稀鹽酸

AlMg稀H2SO4

AlMg濃HNO3

AlCu濃HNO3

AlMgNaOH溶液

FeCCuSO4

AlMgMgCuAlFe如何判斷原電池的負(fù)極？①一般較活潑的金屬作負(fù)極。②失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極。③電子流出（電流流入）的是負(fù)極。④陰離子移向的一極是負(fù)極。⑤電極溶解（質(zhì)量減少）的為負(fù)極。原電池A．①②⑤⑥B．④⑥⑦⑧⑨C．②⑤⑥⑦D．④⑥⑦⑨如果能形成原電池，請找出負(fù)極是哪一極？哪些能形成原電池（

）D√√√√原電池【思考】請判斷以下能否形成原電池，如果能形成，負(fù)極是哪一極？稀硫酸AlMgA氫氧化鈉AlMgA稀硝酸FeCuA濃硝酸FeCuA稀硫酸硫酸銅Zn原電池鹽橋工作示意圖1.連通電路2.使溶液呈電中性3.使電流持續(xù)穩(wěn)定原電池5.原電池的應(yīng)用①比較金屬活潑性

③保護(hù)金屬材料④設(shè)計電池②加快反應(yīng)速率（注意：選擇合適電解質(zhì)）一般：負(fù)極>正極如：制氫氣加入少量硫酸銅溶液如：船體鑲鋅塊稀硫酸AlMgA稀硫酸AlMgANaOH原電池6.設(shè)計原電池(1)定反應(yīng)：確定一個能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)拆兩半：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負(fù)極電極反應(yīng))；氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應(yīng))。(3)找材料：電極材料必須導(dǎo)電，負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料；電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)。(4)畫裝置：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。原電池寫總反應(yīng)以及電極反應(yīng)式、并判斷正負(fù)極負(fù)極(銅)：Cu-2e-=Cu2+正極(銀)：2Ag++2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2++2AgCuAgAgNO3CFeCuSO4正極(石墨)：Cu2++2e－=Cu負(fù)極(鐵)：Fe

－2e－

=Fe2+

Fe＋Cu2+＝Fe2＋＋Cu原電池電極反應(yīng)式的書寫1.確定正負(fù)極，得失電子情況2.根據(jù)反應(yīng)環(huán)境確定生成物，氣體符號要標(biāo)，沉淀符號不用標(biāo)3.看電荷是否守恒，如果不守恒，根據(jù)反應(yīng)環(huán)境添加離子，達(dá)到電荷守恒4.根據(jù)反應(yīng)環(huán)境添加水，達(dá)到原子守恒常見的化學(xué)電源

常見的鋅錳干電池的構(gòu)造如圖6-10所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)溶液，鋅筒作負(fù)極。在使用過程中，電子由鋅筒（負(fù)極）流向石墨棒（正極），鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。這種電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行），屬于一次電池。Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O負(fù)極(Zn):

正極(C)：Zn-2e-=Zn2+2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O常見的化學(xué)電源負(fù)極:

正極:正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液正負(fù)極材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電

有些電池放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，從而實現(xiàn)放電（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上使用的大多是鉛酸蓄電池。Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O常見的化學(xué)電源發(fā)展中的燃料電池

燃料電池是一種將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。當(dāng)以氫氣為燃料時，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時，產(chǎn)物為水和二氧化碳。總反應(yīng)：2H2+

O2