資源簡介

(共28張PPT)
第六章 化學反應與能量
化學反應與電能
你見過加水就能跑的汽車嗎？
現在我們的生活很難離開電力
電是從哪里來的？
【思考交流】
我們日常使用的電能主要來自火力發電。
2023年我國發電總量構成圖
【化學能與電能】
2001年我國發電總量構成
2013年我國發電總量構成
化學能
熱能
機械能
電能
燃料燃燒
蒸氣輪機
發電機
1、在火力發電過程中都發生了哪些能量形式的轉化？
2、你認為火力發電存在哪些弊端？
關鍵——燃燒(氧化還原反應)
火力發電
化學能
熱能
機械能
電能
？
能量的轉化效率為30%-40%
轉化次數越多能量損失越多
煤炭是不可再生資源
可能導致酸雨
探究實驗 討論與交流
實驗一： 分別將鋅片和銅片插入稀硫酸溶液中 觀察鋅片和銅片上現象和差別？
實驗二： 鋅片和銅片先接觸插入稀硫酸溶液中， 然后再用導線連接 觀察鋅片和銅片上有何現象？
推測原因
實驗三： 鋅片和銅片通過導線接電流表 插入稀硫酸溶液中 觀察電流表上有何現象？
注意電流表指針偏轉方向
【實驗6-3】
【實驗6-3】 演示實驗
探究實驗6-3-（1），觀察現象，寫出有關反應的離子方程式。
反應： Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
實驗裝置 實驗現象 實驗結論
Zn片上有氣泡 Cu片上無氣泡 鋅與稀硫酸反應，銅與稀硫酸不反應
實驗裝置 實驗現象 實驗結論
Zn片逐漸溶解 Cu片上有氣泡 產生氣體的位置發生了改變
電子由Zn粒轉移到了銅片上
探究實驗6-3-（2），觀察現象，得出結論。
實驗裝置 實驗現象 實驗結論
銅片上：有氣泡 鋅片上：逐漸溶解 電流計指針偏轉 該裝置將化學能轉化為電能
探究實驗6-3-（3），觀察現象，得出結論。
我們把這種化學能轉變為電能的裝置叫做原電池。
鋅-銅-稀硫酸原電池
原電池的工作原理是什么呢？
思考1：試一試根據實驗現象寫出兩極電極反應式？并標出反應類型
SO
2-
4
H
+
H
+
現象：
Zn片溶解
現象：Cu片上有氣泡
反應及反應類型：
反應及反應類型：
SO
2-
4
H
+
H
+
Cu
Zn
結論：原電池將氧化還原反應分開在兩個電極上進行
Zn－2e－ = Zn2+
氧化反應
2H+＋2e－ = H2↑
還原反應
SO42-
H+
H+
思考2：原電池中電子只能經過金屬定向遷移，試著分析該原電池中電子的流向？電流的流向？在下圖標出。并根據物理知識定義兩個電極。
Cu
Zn
還原反應
2H+ + 2e- = H2↑
Zn – 2e- = Zn2+
氧化反應
極
極
正
負
SO42-
H+
H+
結論：電子流動方向：負極 導線 正極（電流方向相反）
思考3：電流在閉合回路中產生，電解質溶液中也會產生電流，且電解質溶液一直呈電中性。請問電解質溶液中離子如何定向遷移？
Cu
Zn
還原反應
2H+ + 2e- = H2↑
Zn – 2e- = Zn2+
氧化反應
極
極
正
負
SO42-
H+
H+
結論：離子運動方向：陽離子 正極 陰離子 負極
原電池工作原理
電子
氧化
還
原
負極
正極
氧化還原
1.反應本質：
原電池的工作原理：
外電路：
電子從負極→正極
電流從正極→負極
內電路（電解質溶液中）：
陽離子→正極
陰離子→負極
電子不下水，離子不上岸
這樣整個電路構成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產生電流
回歸導入，揭秘原電池小車
化學能 電能
經典例題
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
2.如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下，其中正確的是(　　)
①Zn為正極，Cu為負極　
②H＋向負極移動　
③電子是由Zn經外電路流向Cu
④Cu極上有H2產生　
⑤若有1 mol電子流過導線，則產生的H2為0.5 mol　⑥正極的電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋
A．①②③　　　B．③④⑤　　　C．④⑤⑥ D．②③④
B
目的：根據原電池原理，設計和制作簡易原電池，體會原電池的構成要素。
用品：稀H2SO4，無水乙醇，鐵片、銅片，鋁片，石墨棒，鋅片，水果，食鹽水，濾紙，燒杯（或水槽），導線，小型用電器（發光二極管、電子音樂卡或小電動機），靈敏電流表。
分小組實驗探究：
利用給定的儀器和試劑，盡可能多的設計原電池，并確認是否成功。
成果展示：
鋅-銅-硫酸銅
鋅-鐵-稀硫酸
鋅-銅-無水乙醇
鋅-鋅-稀硫酸
鋅-銅-稀硫酸
成果展示：
鐵-銅-沾有鹽酸的濾紙
銅-石墨-稀硫酸
鐵-銅-蘋果
鐵-銅-食鹽水
鋁-鐵-稀硫酸
銅-石墨-稀硫酸
鋁-鐵-稀硫酸
鐵-銅-沾有鹽酸的濾紙
鐵-銅-食鹽水
小組對比歸納：構成原電池的條件
小組1代表
自發的氧化還原反應
鋅-銅-硫酸銅
鋅-銅-稀硫酸
鋅-鋅-稀硫酸
鋅-銅-稀硫酸
小組3代表
閉合回路
小組2代表
活性不同的電極
小組對比歸納：構成原電池的條件
鋅-銅-無水乙醇
鋅-銅-硫酸銅
鋅-銅-稀硫酸
鐵-銅-蘋果
電解質溶液
小組4代表
小組對比歸納：構成原電池的條件
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