資源簡(jiǎn)介

(共26張PPT)
化學(xué)反應(yīng)與電能
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
1、通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能之間轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。
2、理解原電池的概念及工作原理和構(gòu)成條件。
3、了解干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學(xué)電源的特點(diǎn)。
4、能正確書寫簡(jiǎn)單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
情景引入
神舟飛船
電燈
家用電器
電的獲取途徑
情景引入
我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電。
2020年我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成圖
情景引入
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
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。
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
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
這些電池釋放的電能來自哪里
形成電流首先要有電子的定向移動(dòng)，哪些反應(yīng)會(huì)有電子轉(zhuǎn)移？
化學(xué)能
氧化還原反應(yīng)
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。
Cu
Zn
稀H2SO4
鋅片溶解，表面有氣泡，銅片表面沒有氣泡
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
銅與稀硫酸不反應(yīng)
結(jié)論：
2e-
(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。
Cu
Zn
稀H2SO4
鋅片溶解，銅片表面出現(xiàn)氣泡。
結(jié)論：
產(chǎn)生H2(還原反應(yīng))的位置發(fā)生了改變
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
結(jié)論：通過原電池裝置，可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
(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)。
(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)。
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
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(yáng)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)
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。
失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)
得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)
稀硫酸
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)
負(fù)極：
陽(yáng)離子
陰離子
SO42-
發(fā)生溶解
產(chǎn)生氣泡
原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑
外電路
內(nèi)電路
3.工作原理
2H++2e－=H2↑
正極：
電子不下水
離子不上岸
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
課堂練習(xí)
3.下列關(guān)于原電池的敘述中，不正確的是(　　)
C
A.原電池的負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng)
B.原電池的正極上發(fā)生的反應(yīng)為還原反應(yīng)
C.原電池電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子移向負(fù)極，陰離子移向正極
D.原電池中電子流入的極一定是正極
稀硫酸
實(shí)驗(yàn)探究
（可以）
（可以）
（可以）
（不可以）
負(fù)極：較活潑的金屬
正極：較不活潑的金屬、石墨等
實(shí)驗(yàn)一：
形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極
實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)二：
（可以）
（不可以）
形成條件二：電極需浸入電解質(zhì)溶液中
實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)三：
（可以）
（不可以）
形成條件三：必須形成閉合回路
實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)四：
（不可以）
形成條件四：能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
（可以）
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
4.原電池構(gòu)成條件
① 兩種活潑性不同的金屬作電極 （或其中一種為能導(dǎo)電的非 金屬，如“碳棒”、“石墨”）
② 電解質(zhì)溶液
③ 形成閉合回路
④ 能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)
兩極一液一回路一反應(yīng)
課堂練習(xí)
1.“儲(chǔ)存”在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能可通過原電池轉(zhuǎn)化為電能,如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的幾種裝置,其中能構(gòu)成原電池的是 (　　)
A. ③⑤⑦ B. ①④⑤ C. ④⑤⑦ D. ②⑤⑥
A
課堂練習(xí)
2.有a、b、c、d四個(gè)金屬電極,有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:
由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是 (　 　)
A. a>b>c>d B. b>c>d>a C. d>a>b>c D.a>b>d>c
實(shí)驗(yàn) 裝置
部分 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 a極質(zhì)量減小, b極質(zhì)量增大 b極有氣體產(chǎn)生, c極無變化 d極溶解, c極有氣體產(chǎn)生 電流從a極流向d極
C
5. 判斷原電池正負(fù)極方法
判斷依據(jù) 負(fù)極 正極
電極材料
電子流向
電極反應(yīng)
電極現(xiàn)象
溶液中離子流向
不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體
活潑金屬
電子流入
電子流出
還原反應(yīng)
氧化反應(yīng)
電極增重或產(chǎn)生氣體
電極減輕
陽(yáng)離子流向正極
陰離子流向負(fù)極
電流流向
電流流入
電流流出
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
請(qǐng)將反應(yīng): Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 設(shè)計(jì)成原電池，負(fù)極材料、正極材料，以及電解質(zhì)溶液分別是什么？寫出電極反應(yīng)式，畫出原電池裝置圖。
氧化反應(yīng)：Fe-2e- = Fe2＋ 故只能用鐵做負(fù)極
還原反應(yīng)：Cu2＋+2e- =Cu，
故正極材料只需要活潑性比鐵弱即可，如：銅、銀、石墨等
電解質(zhì)溶液：必須含有Cu2＋，為可溶性銅鹽。如:CuSO4溶液、CuCl2溶液
建模
6. 原電池設(shè)計(jì)
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
請(qǐng)將反應(yīng):Fe+2Fe3+=3Fe2+ 設(shè)計(jì)成原電池，負(fù)極材料、正極材料，以及電解質(zhì)溶液分別是什么？寫出電極反應(yīng)式，畫出原電池裝置圖。
負(fù)極反應(yīng)：Fe-2e- = Fe2＋ 故只能用鐵做負(fù)極
正極反應(yīng)：2Fe3++2e- =2Fe2+，
故正極材料只需要活潑性比鐵弱即可，如：銅、銀、石墨等
電解質(zhì)溶液：必須含有Fe3+，為可溶性鐵鹽如:FeCl3溶液
6. 原電池設(shè)計(jì)
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
7. 原電池原理的應(yīng)用
① 制作化學(xué)電源
② 判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱
③ 加快反應(yīng)速率
例如: 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。
④ 揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕
鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕
一、原電池—化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
簡(jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作
根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易電池，體會(huì)原電池的構(gòu)成要素。
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(dǎo)線，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表。
1、一次電池
(1)特點(diǎn)：電池放電后不能充電
(2)鋅錳干電池
①鋅筒為負(fù)極，電極反應(yīng)是Zn - 2e- = Zn2+。
②石墨棒為正極，二氧化錳是氧化劑。
③NH4Cl糊的作用是作電解質(zhì)溶液。
石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)溶液，鋅筒作負(fù)極。在使用過程中，電子由鋅筒（負(fù)極）流向石墨棒（正極），鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。這種電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行），屬于一次電池。
二、常見的化學(xué)電源
（1）特點(diǎn)：放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。
（2）能量轉(zhuǎn)化：
（3）實(shí)例：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。
（4）應(yīng)用：汽車；手機(jī)、筆記本電腦
鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長(zhǎng)。
二、常見的化學(xué)電源
2．二次電池(充電電池)

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