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化
學
能
熱能
電能
熱能
光能
電能
光能
鋁熱反應焊接鋼軌
第2章 化學鍵 化學反應規律
第2節 化學反應與能量轉化 課時2
1.認識原電池的構成條件，理解原電池的工作原理并能書寫電極反應式。
2.能根據原電池的構成條件及工作原理，設計簡單的原電池。
化學能（燃料）
熱能
機械能
電能
燃燒
蒸汽
發電機
（蒸汽輪機）
經多次轉換，能量損耗大，燃料的利用率低
直接？
化學反應能量轉化的重要應用——化學電池
活動·探究
觀看實驗視頻，記錄實驗現象并回答下列問題：
1.接通導線前，反應中哪種物質失電子，哪種物質得電子？
2.接通導線后，反應中哪種物質失電子，哪種物質得電子？銅片上為什么會有氣泡冒出？
3.在導線之間接入電流表后，指針為什么會發生偏轉？
視頻
【第一步】
稀H2SO4
Zn
Cu
實驗現象
離子方程式
思考問題
你對問題 的想法
鋅表面有氣泡產生，銅表面無明顯現象
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.反應中，哪種物質失電子，哪種物質得電子？
Zn 失電子，H+得電子
【第二步】
稀H2SO4
Zn
Cu
實驗現象
離子方程式
思考問題
你對問題 的想法
銅片上產生大量氣泡，鋅片部分溶解
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
2.反應中，哪種物質失電子，哪種物質得電子？銅片上為什么會有氣泡冒出？
Zn 失電子，H+得電子
Zn 失去的電子通過導線傳到銅片上，H+在銅片上得電子生成氫氣
【第三步】
稀H2SO4
Zn
Cu
A
思考問題
你對問題 的想法
3.在導線之間接入電流表后，指針為什么會發生偏轉？
電子由Zn→導線→銅片→H+ 定向移動產生電流，故表的指針發生偏轉
電流方向與電子移動的方向相反
【實驗現象】銅片上有氣泡產生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發生偏轉。
【實驗結論】導線中有電流通過（產生電能）
稀H2SO4
Zn
Cu
A
【離子反應式】
Zn+2H+=Zn2++H2↑
【能量轉換形式】
化學能 電能
1.原電池
（1）定義：將化學能轉變成電能的裝置叫做原電池。
（2）工作原理
稀硫酸
Cu
Zn
A
-
+
e-→e-→e-→e-
負極
氧化反應
Zn－2e-=Zn2+
正極
還原反應
2H++2e-=H2↑
原電池總反應式：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
原電池反應的本質是：氧化還原反應。
（3）構成原電池的條件
稀硫酸
Cu
Zn
A
-
+
條件一：通常用活潑性不同的兩種材料作電極
負極：較活潑的金屬
正極：能導電的較不活潑的金屬或非金屬（如石墨等）
條件二：兩極之間填充電解質溶液
條件三：必須形成閉合回路
條件四：必須存在自發的氧化還原反應
1.下列裝置哪些能形成原電池？哪些不能？并說明理由。
[練一練]
稀H2SO4
Zn
Zn
稀H2SO4
Cu
Cu
稀H2SO4
Zn
C
×
×
√
稀鹽酸
Zn
Cu
酒精
Zn
Cu
√
×
稀鹽酸
Zn
Cu
Zn
Cu
稀鹽酸
稀鹽酸
√
×
稀H2SO4
Cu
C
×
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
負極( ): .
正極( ): .
總反應式: .
負極( ): .
正極( ): .
總反應式: .
2.請在圖上標出電子的流動方向和電流方向，并判斷正負極，寫出電極反應式和總反應式。
Ag
Fe
I
e-
e-
I
Fe
Ag
Fe－2e - = Fe2+
2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑
Zn
Cu
Zn－2e - = Zn2+
Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu
2.認識其他類型的化學電池
如圖為氫氧燃料電池的簡易裝置圖：
（1）分析該裝置是如何將化學能轉化為電能的？
（2）氫氧燃料電池由哪幾部分構成？各部分的作用是什么？
（1）氫氧燃料電池
當氫氣和氧氣在該條件下接觸稀硫酸時，氫氣失去電子被氧化為H+進入溶液，電子由左側石墨電極經導線移向右側石墨電極，氧氣從石墨電極上得到電子與溶液中的H+反應生成水，電子在導線上做定向移動，形成電流，將化學能轉化為電能。
（1）分析該裝置是如何將化學能轉化為電能的？
（2）氫氧燃料電池由哪幾部分構成？各部分的作用是什么？
構成部分 構成物質 作用
電極 正極電極
正極反應物
負極電極
負極反應物
電子導體
離子導體
自發的氧化還原反應
石墨電極
氧氣
石墨電極
氫氣
導線
稀硫酸溶液
2H2＋O2===2H2O
連接內外電離，形成電勢差，使電流分布均勻
保證正、負極間的電離導電作用，形成閉合回路
提供電子，提供能量
正極
負極
電解質溶液
（2）鋅錳干電池
電子由鋅筒（負極）流向石墨棒（正極），鋅逐漸被消耗，二氧化錳不斷被還原，屬于一次電池。
（3）二次電池
放電：化學能轉化為電能
充電：電能轉化為化學能
鉛酸蓄電池
鎳氫電池
鋰電子電池
1.如圖所示電流表的指針發生偏轉，同時A極的質量減小，B極上有氣泡產生，C為電解質溶液，下列說法錯誤的是（　　）
A. B極為原電池的正極
B. A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸
C. C中陽離子向A極移動
D. A極發生氧化反應
C
[練一練]
2.某小組同學用如圖所示裝置探究金屬鋅與稀硫酸的反應，實驗發現A中溶液溫度升高，B中電流計指針發生偏轉。
（1）A中反應的離子方程式為 。
（2）B中Cu板上的現象是 有大量氣泡產生，電極反應式為 。
（3）從能量轉化的角度看，A、B中反應物的總能量 （填“大于”“小于”或“等于”）生成物總能量。A中化學能轉變為 ，B中將化學能主要轉變為 。
Zn+2H+=Zn2++H2↑
2H++2e-=H2↑
大于
熱能
電能
氧化反應
Zn-2e=Zn2+
銅鋅原電池
電解質溶液
失e，沿導線傳遞，有電流產生
還原反應
2H++2e- =H2↑
陰離子
陽離子
總反應：
負極
正極
2H++2e- =H2↑
Zn-2e- =Zn2+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(離子方程式）
（化學方程式）
電極反應
正極：
負極：
（氧化反應）
（還原反應）
陽離子

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