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(共22張PPT)
第六章 化學反應與能量
第一節 化學反應與能量變化
第二課時 原電池的工作原理
6.1.2 原電池的工作原理
我們的生活很難離開電力
那么電是從哪里來的呢？
火力發電
核電站
水力發電
風力發電
我們日常使用的電能主要來自火力發電。
2015年我國電力生產量構成圖
6.1.2 原電池的工作原理
化學能
熱能
機械能
電能
燃料燃燒
蒸汽輪機
發電機
火力發電
6.1.2 原電池的工作原理
能量的轉化效率并不是100%
化學能
熱能
機械能
電能
轉化次數越多能量損失越多
直接？
6.1.2 原電池的工作原理
火力發電
將化學能經一系列能量轉化為電能
過程
燃燒
關鍵
氧化還原反應
本質
氧化劑與還原劑之間發生電子的轉移
本質
舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化
引起
化學反應的能量能不能直接轉變為電能呢？
化學能直接轉化為電能需要滿足什么條件？
（1）物質間的反應必須是氧化還原反應；
（2）反應能夠自發進行（反應條件與限度）。
6.1.2 原電池的工作原理
【實驗6-3】實驗探究——化學能轉化為電能
(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。
6.1.2 原電池的工作原理
【實驗6-3】實驗探究——化學能轉化為電能
操作
現象
操作
現象
操作
現象
將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中
鋅片上有氣泡冒出，銅片上無現象
用導線連接鋅片和銅片
鋅片逐漸溶解，銅片上有氣泡冒出
用導線在鋅片和銅片之間串聯一個電流表
電流表指針發生偏轉
裝置中有電流產生
化學能轉化為電能
6.1.2 原電池的工作原理
一、原電池的基本概念
1．定義：原電池是將化學能轉化為電能的裝置。
2．本質：氧化反應和還原反應分別在兩個不同的區域進行。
3．電極：（1）負極：電子流出的一極
________電子，發生________反應；
（2）正極：電子流進入的一極
________電子，發生________反應。
失去
氧化
得到
還原
6.1.2 原電池的工作原理
二、鋅銅原電池的工作原理
6.1.2 原電池的工作原理
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
氧化反應
還原反應
負極
正極
陽離子
陰離子
SO42-
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
2H++2e－=H2↑
負氧正還
陽正陰負
三、構成原電池的條件
1．在鋅銅原電池當中，稀硫酸的作用是什么？
2．制作原電池的過程中，對電極材料的選擇是否有要求？
3．在原電池的制作中，電池有哪些不可或缺的部分？
思考交流
6.1.2 原電池的工作原理
三、構成原電池的條件
Zn
稀硫酸
A
C
Cu
稀硫酸
C
A
構成原電池的前提：基于一個能自發進行的氧化還原反應
6.1.2 原電池的工作原理
三、構成原電池的條件
Zn
稀硫酸
A
C
Zn
稀硫酸
Zn
A
Zn
稀硫酸
A
玻璃
結論：活潑性不同的兩種金屬
（或金屬與其他導電材料）做電極
6.1.2 原電池的工作原理
三、構成原電池的條件
Zn
稀硫酸
A
Cu
Zn
酒精
Cu
A
結論：有電解質溶液
6.1.2 原電池的工作原理
三、構成原電池的條件
Zn
稀硫酸
A
Cu
結論：構成閉合回路
6.1.2 原電池的工作原理
Zn
稀硫酸
A
Cu
三、構成原電池的條件
（1）自發進行的氧化還原反應；
（2）兩個活動性不同的電極；
（3）電解質溶液（或熔融電解質）；
（4）形成閉合回路。
6.1.2 原電池的工作原理
三、構成原電池的條件
判斷下列裝置哪些能構成原電池？能，指出正負極名稱，不能，請說明理由？
③⑤
①中只有一個電極，②中兩個電極的活潑性相同，④中為非電解質溶液，不能導電，⑥中電解質溶液(內電路)未形成閉合回路
6.1.2 原電池的工作原理
【課堂練習】
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
Zn
Cu
負極( ): .
正極( ): .
總反應式: .
負極( ): .
正極( ): .
總反應式: .
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
6.1.2 原電池的工作原理
四、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
探究【P37】
6.1.2 原電池的工作原理
四、簡易電池的設計與制作
【課后思考】
水果電池中，水果的作用是什么？
什么因素會影響水果電池的電流大小？
（如：水果大小，水果種類，電極插入深度，電極之間的距離等）
3.電極材料的選擇需要注意什么問題？
（如：鋅-鋅電極，銅-銅電極能否構成原電池）
探究【P37】
6.1.2 原電池的工作原理
【練1】理論上不能設計為原電池的化學反應是（ ）
A．CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
B．2FeCl3 + Fe === 3FeCl2
C．2Al + 2NaOH + 2H2O === 2NaAlO2 + 3H2↑
D．HNO3 + NaOH === NaNO3 + H2O
D
6.1.2 原電池的工作原理
6.1.2 化學反應與電能
B
【練2】下圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，記錄如下：
① Zn為正極，Cu為負極；② H+ 向負極移動；③ 電子流動方向，從Zn經外電路流向Cu； ④ Cu極上有H2產生；⑤ 若有1 mol電子流過導線，則產生0.5 mol H2； ⑥正極的電極反應式為Zn - 2e- === Zn2+。描述合理的是（ ）
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④

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