資源簡介

(共26張PPT)
第一課時 化學反應與電能
第六章　化學反應與能量
第一節　化學反應與能量變化
素養要求
1.設計實驗認識構成原電池的條件。
2.理解原電池的概念及工作原理，能正確判斷原電池的正、負極。
3.了解原電池工作原理的應用。
你知道我們日常使用的電能，是如何得來的嗎？
我們日常使用的電能主要來自火力發電。
情境引入
1
原電池構成條件及工作原理
任務一 火力發電過程中的能量轉化
1. 能源的分類
直接從自然界取得的能源
（1）一次能源
例如： 流水、風力、原煤、原（石）油、天然氣、天然鈾礦、核能等
2、二次能源
一次能源經加工、轉換得到的能源稱為二次能源。
例如：電能、蒸汽等
注：使用電器都需要電能，電能是現代社會應用最廣泛，使用最方便，污染最小的一種二次能源又稱電力
任務一 火力發電過程中的能量轉化
2.火力發電——化學能間接轉化為電能
化學能（燃料）
燃燒
熱能
蒸汽
輪機
機械能
發電機
電能
直接？
其中能量轉換的關鍵環節是______(氧化還原反應)。
燃燒
【思考】火力發電的缺點是什么？
①煤炭是不可再生能源，會造成能源危機；②煤炭燃燒會產生污染性氣體；③經多次轉換，能量損耗大，燃料的利用率低。
任務一 火力發電過程中的能量轉化
1799年意大利物理學家伏特發明了世界上第一個發電器，也就是電池組，伏特電堆開創了電學發展的新時代。
19世紀，英國化學家尼克爾森和卡萊爾利用伏特電池成功的電解了水，證明了水是由氫和氧兩種元素組成的化合物。
英國化學家戴維，利用串聯起來的伏特電池組，通過電解法發現了幾種活潑的金屬元素。比如金屬鈉和金屬鉀。
實驗探究
實驗6-3
任務二 探究原電池的形成過程
（1）將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現象。
（2）用導線連接鋅片和銅片，觀察、比較導線連接前后的現象。
（3）如圖6-6所示，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。
任務二 探究原電池的形成過程
實驗探究
實驗裝置
實驗現象 銅片： 鋅片： 銅片： 鋅片： 銅片：
鋅片：
電流表：
實驗結論
沒有變化
逐漸溶解，
有氣泡產生
有氣泡產生
逐漸溶解
有氣泡產生
逐漸溶解
指針發生偏轉
鋅與稀硫酸反應產生氫氣，而銅不反應
鋅失去電子，經導線流向銅片，H＋在銅片上得到電子被還原生成H2
鋅與稀硫酸反應產生氫氣（氫氣從銅片逸出）導線中有電流通過
將 能直接轉化為 能的裝置。
任務二 探究原電池的形成過程
3、原電池
化學
電
電極：
負極：電子流出的一極，發生氧化反應；
正極：電子流入的一極，發生還原反應。
（1）概念：
(2)原電池的構成條件
裝置條件
活動性不同的兩個電極
形成閉合回路
電極插入電解質溶液
自發的氧化還原
發生 反應
本質
反應條件
【探究】結合上述實驗和動畫演示，分析說明該原電池的電極和導線、電解質溶液中的導電微粒分別是什么，并說明其移動方向。
電極(鋅片、銅片)和導線中的導電微粒是電子，從負極流出，經導線流向正極；電解質溶液中的導電微粒是陽離子H＋、陰離子 SO42-，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。
3、原電池工作原理
H+
Zn2+
H+
Zn2+
e-
e-
e-
e-
Cu
Zn
H+
H+
H2
H2
H+
H+
e－
任務二 探究原電池的形成過程
任務二 探究原電池的形成過程
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－= Zn2+
2H++2e－= H2↑
氧化反應
還原反應
負極
正極
陽離子
陰離子
發生溶解
產生氣泡
原電池總反應：Zn+2H+ = Zn2++H2↑
電子流向：負極 沿導線 正極
電流方向：正極 沿導線 負極
外電路
內電路
陰離子 負極
陽離子 正極
外電路
內電路
e－
I
【總結】
知識辨析
正誤判斷
(1)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(　　)
(2)原電池的電極材料必須是金屬(　　)
(3)原電池工作時，正極與負極轉移電子數相同(　　)
(4)在鋅銅原電池中，電子由鋅通過導線流向銅，再由銅通過電解質溶液流回鋅(　　)
(5)原電池中陽離子向正極移動(　　)
×
×
√
×
√
總結歸納
電極名稱的判斷方法
2
原電池工作原理的應用
任務三 原電池工作原理的應用
【問題1】用Zn和稀鹽酸反應制氫氣時，加快該反應的方法有哪些？
鋅和置換出的銅、稀鹽酸構成了原電池，可以加快反應速率
思考與討論
【問題2】為了使反應加快，常常加入少量CuSO4溶液，請問這是為什么？
2.比較金屬的活動性
一般，若兩種金屬A、B與電解質溶液構成原電池，若金屬A作負極，則金屬活動性： 。
任務三 原電池工作原理的應用
1.加快氧化還原反應的進行
在原電池中，氧化反應和還原反應分別在兩極進行，使溶液中粒子運動相互間的干擾減小，使反應加快。
B作正極
A作負極
稀H2SO4
A＞B
任務三 原電池工作原理的應用
3.設計原電池
(1)給定氧化還原反應設計原電池
一般給定氧化還原反應的還原劑作負極，氧化劑作電解質溶液，比負極活動性弱的金屬或石墨等能導電的非金屬作正極。
電極總反應：Cu＋2AgNO3= Cu(NO3)2＋2Ag
還原劑：
氧化劑：
正極材料：
正極反應方程式：
負極反應方程式：
Cu（作負極材料）
AgNO3
Cu－2e- === Cu2＋
2Ag＋＋2e- === 2Ag
石墨等金屬性小于銅的固體
任務三 原電池工作原理的應用
(2)簡易電池的設計與制作
【目的】根據原電池原理，設計和制作簡易電池，體會原電池的構成要素。
【用品】水果（蘋果、柑橘或檸檬等），食鹽水，濾紙，銅片、鐵片、鋁片等金屬片，石墨棒，導線，小型用電器（發光二極管、電子音樂卡或小電動機等），電流表。
【實驗】
（1）水果電池
（2）簡易電池
水果電池
簡易電池
任務三 原電池工作原理的應用
動手設計水果電池
動動手
小組小結
間接：
直接：
化學能
燃燒
熱 能
蒸汽
機械能
發動機
電能
裝置
原電池
化學能
與
電能
原電池
將化學能轉化為電能的裝置
定義
構成條件
活動性不同的兩個電極
形成閉合回路
電極插入電解質溶液
電池
反應
電子
電流
氧化還原反應
由負極流向正極
由正極流向負極
離子
負負正正
當 堂 練 習
3
任務四 限時訓練
選項 A B C D
M 石墨 Zn Fe Al
N Ag Ag Cu Al
P 稀硫酸 蔗糖溶液 FeCl3溶液 NaOH溶液
1.(2023·遼寧撫順高一校聯考期中)下列各組材料組成如圖裝置，電流表指針能發生偏轉的是( )
C
任務四 限時訓練
2.(2023·安徽蕪湖一中高一質檢)a、b、c、d四種金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩組成原電池。若a、b相連時，電流由a經導線流向b；c、d相連時，d極質量減少；a、c相連時，c極上產生大量氣泡；a、d相連時，H＋移向d極，則四種金屬的活動性順序由強到弱的順序為（ ）
A.b＞a＞d＞c B.b＞d＞a＞c
C.b＞a＞c＞d D.b＞d＞a＞c
A
任務四 限時訓練
3.(2023·廣東肇慶高一質檢)某化學興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設計并進行了以下一系列實驗，部分實驗結果記錄如下：
根據表中記錄的實驗現象，推斷下
列說法不正確的是（ ）
A.實驗2、3中Al均作電池的負極，
提供電子
B.實驗2中H＋在Cu極上發生還原
反應，電流表的指針偏向Cu
C.實驗3中的Al電極反應式為Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
D.通過實驗3可說明金屬性：Mg>Al
D
編號 電極材料 電解質溶液 電流表指針偏轉方向
1 Mg、Al 稀硫酸 偏向Al
2 Cu、Al 稀硫酸 ……
3 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
任務四 限時訓練
4.(2023·深圳高一校聯考期中)海水電池為探索深海提供了能源保障。一種鋰—海水電池以金屬鋰為負極，石墨為正極，下列關于該電池的描述正確的是（ ）
A.正極上發生氧化反應
B.電流由Li流向石墨
C.Li＋由正極向負極遷移
D.電池的總反應為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
D

展開更多......

收起↑