資源簡介

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第一節 化學反應與能量變化
第2課時
第六章 化學反應與能量
學習目標
1.借助原電池裝置和原理的學習，體會化學能到電能的直接轉化，提高模型認知能力，學習探究方法。
2.通過合作學習，掌握原電池的工作原理和構成條件。
2.什么叫原電池？
1.什么是火力發電？
生活中人們已離不開電，那人們使用的電來自于哪里
吹風機
燒水壺
面包機
電視機
太陽能發電
風力發電
核能
地熱能發電
水力發電
生物質能
潮汐能發電
火力發電
2001年
2015年
2018年
近幾年中國發電總量構成對比
火電仍然是中國發電的主要組成；其它形式的發電占比逐年在增加。
一、火力發電
化學能
燃料燃燒
熱能
蒸汽輪機
機械能
發電機
電能
直接？
化學能經過一系列能量轉化過程，間接轉化為電能。
1、煤炭是不可再生資源，會造成能源危機
2、煤炭燃燒會產生污染性氣體
3、轉換環節多，能量損耗大，能量的利用率低
弊端
煤炭
判斷正誤
(1)火力發電是將化學能首先轉化為熱能，然后轉化為電能的過程(　　)
(2)火力發電過程中，機械能轉化為電能是整個能量轉化的關鍵(　　)
(3)火力發電能量利用率低、環境污染大，應徹底摒棄(　　)
×
×
×
二、原電池
【實驗6-3】
探究一 將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現象。
稀硫酸
不斷溶解且產生氣泡
無明顯現象
鋅是活潑金屬能與稀硫酸反應產生氫氣，銅不能與稀硫酸反應
鋅片：
銅片：
鋅片
銅片
實驗現象：
實驗結論：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
離子方程式：
二、原電池
【實驗6-3】
探究二 用導線連接鋅片和銅片，觀察、比較導線連接前后的現象。
稀硫酸
鋅片
銅片
鋅片：
銅片：
產生大量氣泡
不斷溶解
有電流產生，裝置中化學能轉化為電能
實驗現象：
實驗結論：
稀硫酸
鋅片：
銅片：
鋅片
銅片
指針偏轉
不斷溶解
產生大量氣泡
有電流產生，裝置中化學能轉化為電能
實驗現象：
實驗結論：
實驗分析：
溶液中的氫離子在銅片表面獲得電子發生還原反應產生氫氣，從銅片上放出
二、原電池
探究三 用導線在鋅片和銅片之間串聯一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉
稀硫酸
鋅片
銅片
稀硫酸
鋅片
銅片
稀硫酸
鋅片
銅片
【思考】1、銅片沒有參與反應，為什么銅片表面會產生氫氣？
2、為什么會有電流產生？
二、原電池
基于微觀視角了解Zn-Cu原電池的基本原理
由元素守恒，H2來自于H+
Cu上H2是如何產生的？
由化合價，H+得電子變成H2
反應式為： 2H+ + 2e- ==H2↑
哪個物質失電子？
由化合價，Zn失電子生成Zn2+
反應式為： Zn - 2e－==Zn2+
電子經導線，從負極到正極
電流計指針偏轉了
H+如何變成H2的
鋅片
銅片
Zn－2e－=Zn2+
氧化反應
負極
發生溶解
2H++2e－=H2↑
還原反應
正極
產生氣泡
外電路
內電路
負極 沿導線 正極
正極 沿導線 負極
電子流向：
電流方向：
陽離子 正極
陰離子 負極
原電池總反應：_____________________
原電池——工作原理
Zn+2H+=Zn2++H2↑
二、原電池
“電子不下水，離子不上岸”
二、原電池
1.定義：
將化學能直接轉變成電能的裝置，稱為原電池
本質：氧化還原反應
2.本質
I
原電池構成需要哪些條件？
二、原電池
（無電流）
（有電流）
構成條件一：
必須存在自發的氧化還原反應
3.原電池的構成條件
銅-鋅-稀硫酸原電池中，銅換成石墨棒能不能產生電流？
負極: 較活潑的金屬；正極: 較不活潑的金屬或非金屬導體(石墨)
二、原電池
3.原電池的構成條件
構成條件二：
活潑性不同的兩個電極
（無電流）
（有電流）
電解質溶液一般要能和某極發生氧化還原反應
二、原電池
3.原電池的構成條件
構成條件三：
電極需插進電解質溶液中
二、原電池
3.原電池的構成條件
（無電流）
（有電流）
形成條件四：
必須形成閉合回路
二、原電池
3.原電池的構成條件
活潑性不同
電解質
閉合回路
氧化還原
A
B
C
D
E
請同學們認真思考并回答下列哪些裝置能構成原電池？
F
G
二、原電池
4.原電池正負極判斷
負極 正極
兩極材料
現象
兩極反應
離子流向
電子或電流 的流動方向 e-
I
活潑性較強的金屬
活潑性較弱的金屬
或導電的非金屬
溶解，質量減少
有氣泡或增重
失電子，氧化反應
得電子，還原反應
陰離子流向負極
陽離子流向正極
1.根據原電池原理，結合裝置圖，按要求解答問題：
(1)若X為Zn，Y為硫酸銅溶液，則X為_____極，
銅為_____極，溶液中的Cu2＋移向____ 極。
(2)若X為銀，Y為硝酸銀溶液，則X為_____極；
銅為____極，溶液中的NO3-移向___極。
(3)若X為Fe，Y為濃硝酸，則Cu為____極，銅電極可能觀察到的現象是_____________________________。
負
正
負
銅電極逐漸溶解，溶液變藍
正
正
負
負
①判斷正負極寫出總反應式及電極反應式
負極(銅)：Cu - 2e- = Cu2+
正極(銀)：2Ag+ + 2e- = 2Ag
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
Cu
Ag
AgNO3
C
Fe
CuSO4
正極(石墨)：Cu2++2e－=Cu
負極(鐵)：Fe －2e － = Fe2+
Fe ＋ Cu2+＝Fe2＋＋ Cu
作差法
5、電極反應方程式的書寫
二、原電池
②、看圖完成下列問題
①Al作____極, ②Cu作____極
電極反應式是：負極 ___________________
正極 ___________________
總反應式_____________________
負
正
2Al-6e-=2Al3+
6H++6e-=3H2↑
2Al+6H+=2Al3++3H2 ↑
① Al作____極 ② Cu作____極
電極反應式是：負極 ___________________
正極 ___________________
總反應式_______________________
正
負
Cu-2e-=Cu2+
2NO3-+4H++2e-=2NO2 ↑+2H2O
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
6、原電池的應用
二、原電池
①比較金屬活潑性
④保護金屬材料
③設計電池
②加快反應速率
（注意：選擇合適電解質）
一般：負極>正極
如：制氫氣加入少量硫酸銅溶液
如：船體鑲鋅塊
稀硫酸
Al
Mg
A
Al
Mg
A
NaOH
鹽水動力車
3、把a、b、c、d四種金屬片浸泡在稀H2SO4 中用導線兩兩相連可以組成各種原電池，若a、b相連時a為負極；c、d相連時，c為負極，a、c相連時，a為正極，b、d相連時，b為負極，則這四種金屬的活動性順序為（　 ）
A、a＞b＞c＞d B、a＞c＞b＞d
C、b＞d＞c＞a D、c＞a＞b＞d
D
第一節
化學反應與能量變化
第2課時
定義
鋅銅原電池
將化學能轉變為電能的裝置
負極(Zn)：Zn - 2e- = Zn2+
正極(Cu)：2H+ + 2e- = H2↑
原電池的組成條件
條件一：自發的氧化還原反應
條件二：活潑性不同的兩電極
總反應：Zn ＋ 2H+ = Zn2+ + H2↑
條件三：電解質溶液
條件四：形成閉合回路
電子方向：負極→導線→正極
電流方向：與電流相反
離子方向：陽離子→正極 陰離子→負極
注意：電子不下水，離子不上岸
作業：一、課本P41第2、5、6、7二、練習冊P63小練-素養達成

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