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(共23張PPT)
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)與電能
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量
中國的新能源汽車銷量好于歐洲品牌汽車原因：一方面中國的新能源汽車靠技術(shù)領(lǐng)先了歐洲各國, 還有一個(gè)重要的原因，導(dǎo)致歐洲的電動(dòng)汽車發(fā)展落后于中國
這就是電價(jià)
我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電。
2023年我國火力發(fā)電占比69%，水力13%，核能5%，風(fēng)能太陽能13%左右
火力發(fā)電
直接？
化石燃料 燃燒發(fā)生氧化還原反應(yīng) ，使化學(xué)能→熱能
關(guān)鍵
化學(xué)能
熱能
機(jī)械能
電能
燃料燃燒
發(fā)電機(jī)
蒸汽輪機(jī)
能量轉(zhuǎn)換：
弊端
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
伏打電池
伏打 1745年-1827年
人類在搞清楚電的本質(zhì)后，想進(jìn)一步研究電的性質(zhì)。要研究電，就必須把電創(chuàng)造出來并存儲(chǔ)起來，這就有了電池的發(fā)明。最早的電池是意大利物理學(xué)家亞歷山德羅·伏打發(fā)明的伏打電池（電壓的單位伏特就是以他的名字命名），1799年，伏打把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。
演示實(shí)驗(yàn)6-3
原電池實(shí)驗(yàn)
（1）將鋅片、銅片插入盛稀硫酸的燒杯中，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）用導(dǎo)線在鋅片和銅片間串聯(lián)一個(gè)電流表G，觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn)。
H2SO4
稀硫酸
Cu
Zn
A
演示實(shí)驗(yàn)6-3
序號(hào) 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)裝置 現(xiàn)象 結(jié)論或解釋
Ⅰ 將鋅片、銅片插入 盛稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。
Ⅱ 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
Ⅲ 用導(dǎo)線在鋅片和銅片間串聯(lián)一個(gè)電流表G ，觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn)。
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
Zn
稀H2SO4
鋅片溶解，
表面有氣泡，
銅片表面沒有氣泡
鋅片溶解、
銅片表面都有氣泡。
銅片(鋅片)上有氣泡，
電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)
Zn+2H+ = Zn2++H2↑，
銅與稀硫酸不反應(yīng)
鋅失去電子，經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，H+在銅片上得到電子還原成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
Zn逐漸溶解
Zn表面產(chǎn)生氣泡
溶液變熱
化學(xué)能 電能
1．概念：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
Zn逐漸溶解
Cu表面產(chǎn)生氣泡
指針偏轉(zhuǎn)
一.原電池
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。
工作原理 （反應(yīng)方程式） 負(fù)極（Zn）
正極（Cu） 總反應(yīng)離子方程式： 。 電子移動(dòng)方向 由 極經(jīng)導(dǎo)線流向 極（電流方向相反）。 離子移動(dòng)方向 陽離子向 極移動(dòng)，陰離子向 極移動(dòng)。 Zn - 2e- === Zn2+
2H+ + 2e- === H2↑
Zn + 2H+ ==Zn2+ + H2↑
負(fù) 正
正 負(fù)
失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)
得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)
e-
負(fù)極
正極
H+
SO42-
e-
e-
e-
反應(yīng)實(shí)質(zhì)：
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
3.Zn-Cu-H2SO4原電池的工作原理：
4.粒子移動(dòng)方向
外電路：
內(nèi)電路：
陽離子 → 正極
陰離子 → 負(fù)極
負(fù)極 → 正極
正極→ 負(fù)極
電子e-：
電流I：
負(fù)極
正極
(導(dǎo)線中）
(溶液中）
原電池
電子不下水，離子不上岸
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－= Zn2+
2H++2e－= H2↑
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)
負(fù)極
正極
陽離子
陰離子
發(fā)生溶解
產(chǎn)生氣泡
原電池總反應(yīng)：Zn+2H+===Zn2++H2↑
電子流向：負(fù)極 沿導(dǎo)線 正極
電流方向：正極 沿導(dǎo)線 負(fù)極
外電路
內(nèi)電路
陰離子 負(fù)極
陽離子 正極
外電路
內(nèi)電路
e－
I
練習(xí)題：下列裝置哪些可以形成原電池
A
A
A
A
A
A
A
Zn Cu
Fe C(石墨)
Zn Cu
Zn Zn
Fe 陶瓷
Fe Cu
Cu C(石墨)
稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4
A B C D
Zn Cu
A
稀H2SO4 CuSO4溶液 酒精 稀H2SO4
E F G H
A B C
請(qǐng)同學(xué)們思考，化學(xué)電池由幾部分組成，
它的構(gòu)成條件是什么？
兩極
一 液
一連線
一反應(yīng)
一般有兩種活潑性不同的金屬電極（或一種是非金屬導(dǎo)體，如石墨）
（2）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種為石墨）作電極
（3）電極材料均插入電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)中（離子導(dǎo)體）
（4）兩極（用導(dǎo)線）相連形成閉合電路
5.原電池的構(gòu)成條件
（1）能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)
1. 下列敘述正確的是（ ）
①原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置
②原電池的正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)
③能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池
④碳棒不能用來作原電池的正極
⑤反應(yīng)Cu＋2Ag＋= Cu2＋＋2Ag可以自發(fā)進(jìn)行
A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤
A
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
負(fù)極( ): .
正極( ): .
總反應(yīng)式: .
負(fù)極( ): .
正極( ): .
總反應(yīng)式: .
2. 請(qǐng)判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)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
5.原電池正負(fù)極的判斷方法
電極材料
反應(yīng)類型
電子流向
電極現(xiàn)象
離子移向
負(fù)極
正極
較活潑金屬
較不活潑金屬或
能導(dǎo)電的非金屬
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)
電子流出
電子流入
e-
不斷溶解
質(zhì)量減小
電極增重或
有氣體產(chǎn)生
陰離子移向
陽離子移向
Cu
Zn
稀H2SO4
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，下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
C
A.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中陽離子向A極移動(dòng)
D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)
二.原電池原理的應(yīng)用
1.加快氧化還原反應(yīng)的速率
例：純鋅、粗鋅(含雜質(zhì)銅)與HCl反應(yīng)哪個(gè)快？
√
例1.下列現(xiàn)象中，不是由于原電池反應(yīng)造成的是（ ）
A．含雜質(zhì)的鋅與鹽酸反應(yīng)比純鋅與鹽酸反應(yīng)速率快
B．鋼鐵在潮濕的空氣中易腐蝕
C．純鐵和鹽酸反應(yīng)，如滴入幾滴硫酸銅溶液，則可加快反應(yīng)速率
D．純銀器表面變黑
D
實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率 或 使用粗鋅。
二.原電池原理的應(yīng)用
2.比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱
例2．有a、b、c、d四種金屬電極，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷這四種金屬的活動(dòng)性最強(qiáng)的是（ ）
①a極質(zhì)量減少，b極表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)
②b極有氣泡產(chǎn)生，c極無明顯變化
③電子從c流向d
A．a(chǎn) B．b C．c D．d
A
3.設(shè)計(jì)原電池
例3.利用反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，下列裝置示意圖正確的是（ ）
A B C D
C
二.原電池原理的應(yīng)用
4. 請(qǐng)判斷以下原電池的負(fù)極是哪一極？
稀硫酸
Al
Mg
A
氫氧化鈉
Al
Mg
A
稀硝酸
Fe
Cu
A
濃硝酸
Fe
Cu
A
5.如圖所示，a的金屬活動(dòng)性在氫之前，b為碳棒。關(guān)于該裝置的說法正確的是
A.a極上發(fā)生還原反應(yīng)，b極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.碳棒上有氣體逸出，溶液中c(H＋)增大
C.導(dǎo)線上有電流，電流方向a→b
D.反應(yīng)后a極質(zhì)量減小
√
a極作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，
b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)
H＋在b極上得電子生成氫氣，c(H＋)減小
b→a
原電池
電極
正極
負(fù)極
電子流出(失電子)的一極
電極材料：
較活潑金屬
電極材料：
電子流入(得電子)的一極
較不活潑金屬或碳棒
電極
反應(yīng)
負(fù)極:
正極:
電解質(zhì)溶液中的陽離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)
電極本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)
電池反應(yīng)：
兩電極反應(yīng)式相加
電子流動(dòng)方向：
負(fù)極 導(dǎo)線 正極
溶液中離子移動(dòng)方向：
陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極
定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
原電池形成條件
自發(fā)的氧化還原反應(yīng),電極材料,電解質(zhì)溶液,閉合回路
原電池的應(yīng)用
設(shè)計(jì)原電池
判斷金屬活潑性
加快反應(yīng)速率

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