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

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與電能第六章高一化學(xué)氧化還原反應(yīng)表現(xiàn)：有化合價(jià)變化的反應(yīng)本質(zhì)：有電子得失的反應(yīng)氧化劑（氧化性）——降(化合價(jià))得(電子)還(還原反應(yīng))還原劑（還原性）——升(化合價(jià))失(電子)氧(氧化反應(yīng))電解質(zhì)：在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩７请娊赓|(zhì)：在水溶液和熔融狀態(tài)下均不能導(dǎo)電的化合物。21本節(jié)難點(diǎn)原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能3原電池的應(yīng)用4電極方程式的書寫吹風(fēng)機(jī)燒水壺面包機(jī)電視機(jī)生活中我們離不開很多東西。我們離不開水，離不開糧食，當(dāng)然，我們也離不開電，如：那么，電的來(lái)源有哪些呢？太陽(yáng)能發(fā)電風(fēng)力發(fā)電核能地?zé)崮馨l(fā)電水力發(fā)電生物質(zhì)能潮汐能發(fā)電火力發(fā)電日常使用的電能主要來(lái)自火力發(fā)電化學(xué)能燃料燃燒熱能蒸汽輪機(jī)機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能直接？1、煤炭是不可再生資源，會(huì)造成能源危機(jī)。2、煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體。3、轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低。缺點(diǎn)煤炭?jī)?yōu)點(diǎn)我國(guó)煤炭資源豐富，廉價(jià)方便。一、火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電：化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程，間接轉(zhuǎn)化為電能。氧化還原反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)6-3】(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。H2SO4稀硫酸CuZnA二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)象(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。Zn片上有大量氣泡，Cu片上沒有氣泡Cu片上有大量氣泡？二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)銅片：2H+＋2e－

=H2↑（還原反應(yīng)）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中電流表的指針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？

Zn比Cu活潑，用導(dǎo)線連在一起時(shí)，Zn片失去的電子變成Zn2+進(jìn)入溶液。鋅片：Zn－2e－

=Zn2+（氧化反應(yīng)）電子經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，形成電流。溶液中的H＋由于電場(chǎng)作用下移向Cu片得電子被還原成H2。1．概念：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。你能寫出兩極發(fā)生的電極反應(yīng)嗎？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↑實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中能量轉(zhuǎn)化形式有什么不同的？化學(xué)能熱能化學(xué)能電能Zn逐漸溶解Zn表面產(chǎn)生氣泡

溶液變熱Zn逐漸溶解Cu表面產(chǎn)生氣泡

指針偏轉(zhuǎn)3.電極：正極：負(fù)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(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)失電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1．概念：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能ZnACuCu2＋Zn2+e-ZnCu2＋CuSO42－SO42－內(nèi)電路：陽(yáng)（正）離子移向正極，陰（負(fù)）離子移向負(fù)極。外電路：電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極Cu2＋SO42－e-負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)CuSO4溶液Zn電子不下水離子不上岸(1)火力發(fā)電過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是整個(gè)能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵(

)(2)原電池的電極材料必須是金屬(

)(3)原電池工作時(shí)，正極與負(fù)極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同(

)(4)在鋅銅原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達(dá)鋅(

)(5)原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)(

)×××√√二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能(4)有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(1)兩個(gè)活潑性不同的電極，如：金屬與金屬、金屬與非金屬(2)電解質(zhì)溶液(或者熔融)(3)電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路5.原電池的構(gòu)成條件思考：下列裝置是否可以構(gòu)成原電池？×√√×××ABCDE請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真思考并回答下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？FG1.下列各裝置露置在空氣中，能在外電路獲得電流的是(

)B解析

A、D項(xiàng)，兩極的材料相同，不能形成原電池；C項(xiàng)，酒精是非電解質(zhì)，不能形成原電池。稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4

ABCDAAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFeCuSiC(石墨)ZnCuA稀H2SO4

酒精NaCl溶液

稀H2SO4

EFGH2、下列裝置中，能組成原電池的是()ABCHZnCuAZnCuH2SO4Zn+2H+=Zn2++H2↑不斷溶解質(zhì)量減小有氣體產(chǎn)生Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極

電子流出

電子流入陰離子移向陽(yáng)離子移向電子流向電流流向兩極、一液、一線、一反應(yīng)AZnCuH2SO4CuSO4Zn+Cu2+=Zn2++Cu不斷溶解質(zhì)量減小質(zhì)量增加Zn－2e－=Zn2+Cu2++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極

電子流出

電子流入陰離子移向陽(yáng)離子移向兩極、一液、一線、一反應(yīng)怎么判斷原電池的正負(fù)極？二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能2.原電池正負(fù)極的判斷方法

3.如圖所示，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)CA.B極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C.C中陽(yáng)離子向A極移動(dòng)D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)解析

原電池中，負(fù)極金屬失去電子溶解，質(zhì)量減小，故A極是負(fù)極，B極是正極，根據(jù)構(gòu)成情況可判斷A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸，A、B兩項(xiàng)正確；離子移動(dòng)方向：陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。2．根據(jù)原電池原理，結(jié)合裝置圖，按要求解答問題：(1)若X為Zn，Y為硫酸銅溶液，則X為_____(填電極名稱)，判斷依據(jù)：_____________________；銅電極的名稱是________，溶液中的Cu2+移向________(填“Cu”或“X”)電極。(2)若X為銀，Y為硝酸銀溶液，則X為____(填電極名稱)，判斷依據(jù)：___

_______________________；銅電極的名稱是________，溶液中的Ag＋移向________(填“Cu”或“X”)電極。X電極上的電極反應(yīng)式為______________。負(fù)極Zn比Cu更活潑，與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)正極Cu正極Cu比Ag更活潑，與硫酸銀溶液發(fā)生反應(yīng)負(fù)極XAg++e—=Ag三、原電池原理的應(yīng)用2.判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱3.用于金屬的防護(hù)1.加快化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行4.設(shè)計(jì)原電池1、加快化學(xué)反應(yīng)速率H＋H＋提示：裝置乙產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率快。裝置甲中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)都在Zn表面進(jìn)行，生成的Zn2＋排斥H＋，使H＋越來(lái)越難靠近Zn表面得電子。裝置乙構(gòu)成了原電池，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行，Zn失去的電子沿導(dǎo)線聚集在Cu棒上，溶液中H＋非常容易靠近Cu表面得電子生成H2，因此反應(yīng)速率加快。問題2：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，常在稀硫酸中加入少量的硫酸銅溶液，其目的是什么？問題：甲和乙產(chǎn)生氫氣的速率快？練習(xí)：過量鐵與少量稀硫酸反應(yīng)，為了加快反應(yīng)速率，但是又不影響生成氫氣的總量，可以采取的措施是（）A．加入適量NaCl溶液 B．加入適量的水C．加入幾滴硫酸銅溶液 D．再加入少量稀硫酸C一般來(lái)說(shuō)，作負(fù)極的金屬的活動(dòng)性強(qiáng)于正極金屬2、判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較把A、B、C、D四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連時(shí)，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時(shí)，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時(shí)，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>

）①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞DA＞BC＞DA＞CD＞B②

X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開___________Z>Y>X>W活動(dòng)性：Z>Y活動(dòng)性：Y>X活動(dòng)性：Z>W活動(dòng)性：X>W3、用于金屬保護(hù)原理：作原電池正極的金屬材料不參與反應(yīng)方法：將被保護(hù)金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)，另外一種金屬作負(fù)極被腐蝕如在船底表面鑲嵌鋅塊，以減少船體被海水腐蝕。如圖下列各燒杯中都盛有海水，鐵在其中腐蝕由快到慢的順序是（）FeABSnFeCZnFeDCuFeA.B＞A＞C

＞

DB.D＞

C＞

A

＞

BC.D＞

B＞

A

＞

CD.C

＞

B＞

D＞

A4、設(shè)計(jì)化學(xué)電源設(shè)計(jì)原電池的基本思路還原劑＋氧化劑＝氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)分開進(jìn)行形成閉合回路（失電子）（得電子）原電池負(fù)極反應(yīng)物負(fù)極材料正極反應(yīng)物正極材料？原理：理論上任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池設(shè)計(jì)思路(1)定反應(yīng)：確定一個(gè)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(gè)半反應(yīng)，

分別作為負(fù)極和正極的電極反應(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。4、設(shè)計(jì)化學(xué)電源4、設(shè)計(jì)化學(xué)電源已知反應(yīng)Cu＋2FeCl3=CuCl2

+2FeCl2

，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)原電池，寫出電極反應(yīng)式。正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Cu－2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+1.根據(jù)原電池工作原理，結(jié)合裝置圖，按要求解答問題：(1)若X為Mg，Y為Al，Z為氫氧化鈉溶液，則X為________(填電極名稱)，Y電極可能觀察到的現(xiàn)象是__________________________，電池總反應(yīng)式為_________________________________________。(2)若X為Fe，Y為Cu，Z為濃硝酸，則Cu為________(填電極名稱)，銅電極區(qū)域可能觀察到的現(xiàn)象是________________________________，電極反應(yīng)式為______________________________________________。正極Al片逐漸溶解2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑負(fù)極銅片逐漸溶解Cu─2e—=Cu2+當(dāng)電解質(zhì)溶液與電極材料有特殊的反應(yīng)時(shí)，金屬活性負(fù)極不一定大于正極。一般電解質(zhì)溶液為稀硫酸、稀鹽酸時(shí)，負(fù)極>正極。(1)原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定強(qiáng)于正極材料的活潑性(

)(2)只要是自發(fā)的放熱的化學(xué)反應(yīng)就可以設(shè)計(jì)為原電池(

)(3)原電池的負(fù)極上一定發(fā)生氧化反應(yīng)，故負(fù)極本身質(zhì)量一定減輕(

)(4)向Zn和稀H2SO4反應(yīng)的溶液中，滴加幾滴CuSO4溶液，產(chǎn)生氣泡速率加快，是因?yàn)闃?gòu)成了原電池(

)(5)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)(

)×√×××課本37頁(yè)序號(hào)電極（大小相同）電極間距水果種類電流表示數(shù)(μA)①Cu—Al2.0cm西紅柿78.5②Cu—Fe2.0cm西紅柿70.3③Al—Al2.0cm西紅柿0④Cu—Al2.0cm檸檬45.7⑤Cu—Al1.0cm檸檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm檸檬104.5對(duì)比實(shí)驗(yàn)①②③或⑤⑥，得出結(jié)論:在其他條件相同時(shí)，電極材料活潑性差別越大，電池效果越好。4、設(shè)計(jì)化學(xué)電源探究電極材料對(duì)電池效果的影響在其他條件相同時(shí)，電極材料活潑性差別越大，電池效果越好①④在其他條件相同時(shí)，電極間距越小，電流越大，電池效果越好作電解質(zhì)溶液兩極金屬活動(dòng)性不同能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)形成閉合回路電解質(zhì)溶液如何正確書寫電極反應(yīng)式呢？四、電極方程式的書寫負(fù)極：還原劑─ne─=氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+ne─=還原產(chǎn)物總反應(yīng)：正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)注意：書寫電極反應(yīng)方程式時(shí)，要保證電荷守恒、元素守恒，根據(jù)條件在等號(hào)兩邊添加H+、OH—或H2O注意：電極反應(yīng)方程式中如果有氣體產(chǎn)生，需要加↑，由于固體一般附著在電極上，所以不加↓注意：如果一個(gè)電極反應(yīng)方程式較難書寫，可以先寫出總反應(yīng)方程式，然后在用總反應(yīng)減去簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)方程式。鋁鎂稀鹽酸Mg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑負(fù)極:正極:總反應(yīng)式:Mg+2H+=Mg2++H2↑銅鋁稀鹽酸2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑負(fù)極:正極:總反應(yīng)式:2Al+6H+=2Al3++3H2↑二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能石墨鋁硫酸銅溶液2Al-6e-=2Al3+3Cu2++6e-=3Cu負(fù)極:正極:總反應(yīng)式:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu鋁鎂NaOH溶液2Al-6e-+8OH-=2Al(OH)4-

6H2O

+6e-=3H2↑+6OH-負(fù)極:正極:總反應(yīng)式:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能銅鐵濃HNO3Cu-2e-=Cu2+2