化學(xué)反應(yīng)與電能第2課時(shí)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化人教版必修第二冊新課導(dǎo)入電是從哪來的？我們的生活很難離開電，新課導(dǎo)入火力發(fā)電核電站水力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電太陽能發(fā)電地?zé)岚l(fā)電新課導(dǎo)入火力發(fā)電的原理觀看視頻那怎么把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的？注：該視頻來源于騰訊視頻新課導(dǎo)入火力發(fā)電的原理化學(xué)能熱能燃燒蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵。新課導(dǎo)入能不能直接轉(zhuǎn)化？熱能機(jī)械能（渦輪機(jī)）電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)化學(xué)能（燃料）1.煤炭是非可再生資源，會造成能源危機(jī)2.煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低火力發(fā)電的原理煤炭發(fā)電存在什么問題？化學(xué)能

電能？

能否直接轉(zhuǎn)化為再也不用擔(dān)心手機(jī)沒電了！原電池：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置討論與交流電流是如何產(chǎn)生的？怎樣的化學(xué)反應(yīng)才能產(chǎn)生電流？電荷的定向移動氧化還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-稀硫酸ZnZn逐漸_____Zn表面產(chǎn)生____溶液______現(xiàn)象：【實(shí)驗(yàn)一】【思考1】什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置化學(xué)能____能溶解氣泡變熱熱【實(shí)驗(yàn)二】鋅片上_____________銅片_____________稀硫酸ZnCu現(xiàn)象：

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置產(chǎn)生大量的氣泡無明顯現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)6-3】(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。[思考2]怎樣才能知道電子發(fā)生了電子的定向移動？【實(shí)驗(yàn)6-3】(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。鋅片_____________銅片上_____________逐漸溶解有氣泡產(chǎn)生現(xiàn)象：稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnCu現(xiàn)象：

探究1:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置【實(shí)驗(yàn)三】鋅片逐漸溶解，產(chǎn)生少量氣泡銅片上有氣泡產(chǎn)生電流表指針_________A發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)演示視頻（點(diǎn)擊播放）原電池1.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為原電池2.正負(fù)極：電子流入（還原反應(yīng)）正極：負(fù)極：電子流出（氧化反應(yīng)）AZnCuSO42－H+H+正極負(fù)極e－CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路：內(nèi)電路：陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路3、工作原理2H++2e－=H2↑②圖2中將鋅片換成銅，能形成原電池嗎？提示不能，無自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。③圖2中用酒精代替稀硫酸能形成原電池嗎？提示不能，酒精是非電解質(zhì)，不導(dǎo)電。①圖1裝置中的銅起什么作用？能否用其他物質(zhì)代替？提示銅作導(dǎo)體。能用石墨、較不活潑的金屬等代替銅。(4)原電池的構(gòu)成條件銅酒精溶液①電極材料實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能能不能1.一般有兩種活潑性不同的金屬電極（或一種是非金屬導(dǎo)體，如石墨）2.一般較活潑的金屬作負(fù)極；較不活潑的金屬、石墨等作正極例外：Al/NaOH/Mg原電池：是Al作負(fù)極Cu/HNO3（濃）

/Fe原電池：是Cu作負(fù)極原電池5.構(gòu)成條件稀硫酸ZnZn稀硫酸ZnCu稀硫酸FeCu②電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能能不能電極材料均浸入的是電解質(zhì)溶液,或熔融的電解質(zhì)原電池5.構(gòu)成條件稀硫酸ZnCu酒精ZnCuCuSO4FeCu實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能不能1.自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)2.反應(yīng)實(shí)質(zhì)：一般原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化反應(yīng)③自發(fā)的氧化還原反應(yīng)原電池5.構(gòu)成條件硫酸銅AgCu稀硫酸ZnCu實(shí)驗(yàn)裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論④閉合回路能不能整個裝置應(yīng)構(gòu)成閉合電路，導(dǎo)線連接，或直接接觸能原電池5.構(gòu)成條件稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnCuZnCu稀硫酸稀硫酸導(dǎo)電活潑性不同電解質(zhì)閉合回路氧化還原自由移動的電子自由移動的離子課堂小結(jié)稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液稀硫酸①②③④⑤⑥⑦⑧課堂練習(xí)間接：直接：化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能裝置原電池概念構(gòu)成條件工作原理化學(xué)能與電能課堂小結(jié)原電池原理的應(yīng)用3、比較金屬的活潑性原電池中，一般活動性較強(qiáng)的金屬為

極，活動性較弱的金屬為

極。

負(fù)

正

1.判斷正誤(1)火力發(fā)電過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是整個能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵(2)原電池的電極材料必須是金屬(3)原電池工作時(shí)，正極與負(fù)極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同(4)在鋅銅原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液流回鋅應(yīng)用體驗(yàn)×√××

2.按要求解答問題：(1)若X為Zn，Y為硫酸銅溶液，則X為

(填電極名稱)，判斷依據(jù)：______________________________________；

銅電極的名稱是

，溶液中的Cu2+移向

(填“Cu”或“X”)電極。應(yīng)用體驗(yàn)負(fù)極鋅的活潑性比銅強(qiáng)(或Zn的還原性比Cu強(qiáng))正極Cu

(2)若X為銀，Y為硝酸銀溶液，則X為

(填電極名稱)，判斷依據(jù)：______________________________________；

銅電極的名稱是

，溶液中的Ag+移向

(填“Cu”或“X”)電極。X電極上的電極反應(yīng)式為

。應(yīng)用體驗(yàn)正極銅的活潑性比銀強(qiáng)(或Cu的還原性比Ag強(qiáng))負(fù)極XAg++e-===Ag

歸納總結(jié)電極名稱的判斷方法返回原電池原理的應(yīng)用3.(2023·安徽蕪湖一中高一質(zhì)檢)a、b、c、d四種金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩組成原電池。若a、b相連時(shí)，電流由a經(jīng)導(dǎo)線流向b；c、d相連時(shí)，d極質(zhì)量減少；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡；a、d相連時(shí)，H＋移向d極，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳.b＞a＞d＞c B.b＞d＞a＞cC.b＞a＞c＞d D.b＞d＞a＞c√隨堂演練1234原電池原理的應(yīng)用根據(jù)反應(yīng)Fe+2FeCl3=3FeCl2設(shè)計(jì)原電池※電極材料：負(fù)極

，正極

?！娊赓|(zhì)：

?！姌O反應(yīng)式：負(fù)極:.

正極:.負(fù)極正極e-金屬活潑性：

得或失電子：

發(fā)生什么反應(yīng)：

電極現(xiàn)象：

金屬活潑性：

得或失電子：

發(fā)生什么反應(yīng)：

電極現(xiàn)象：

較活潑金屬較不活潑金屬失去電子得到電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)金屬溶解有氣體產(chǎn)生或有固體析出陰離子陽離子導(dǎo)線原電池中正負(fù)極的判斷原電池原理的應(yīng)用1、制造化學(xué)電池一次電池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）二次電池（可充電電池）充電時(shí)氧化還原反應(yīng)可以逆向進(jìn)行燃料電池將燃料（氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置010203原電池原理的應(yīng)用

常見的鋅錳干電池的構(gòu)造如圖6-10所示。其中，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。Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O負(fù)極(Zn):

Zn-2e-=Zn2+正極(C)：2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O原電池原理的應(yīng)用負(fù)極:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液氧化反應(yīng)還原反應(yīng)正負(fù)極材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電

有些電池放電時(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)，從而實(shí)現(xiàn)放電（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上使用的大多是鉛酸蓄電池。原電池原理的應(yīng)用介質(zhì)H-O燃料電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性負(fù)極正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-燃料電池——高效、環(huán)境友好的化學(xué)電池電極反應(yīng)式的正誤判斷1、給定電池總反應(yīng)

科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中發(fā)電，電池總反應(yīng)為：O2+2H2=2H2O電池負(fù)極反應(yīng)式為A.H2+2OH-+2e-=2H2OB.O2+4H++4e-=2H2OC.H2-2e-=2H+

D.O2+2H2O+4e-=4OH-負(fù)極正極e-金屬活潑性：

得或失電子：

發(fā)生什么反應(yīng)：

電極現(xiàn)象：

金屬活潑性：

得或失電子：

發(fā)生什么反應(yīng)：

電極現(xiàn)象：

較活潑金屬較不活潑金屬失去電子得到電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)金屬溶解有氣體產(chǎn)生或有固體析出陰離子陽離子導(dǎo)線原電池中正負(fù)極的判斷原電池原理的應(yīng)用原電池相關(guān)的知識2.電路：外電路內(nèi)電路電子流向：失電子的一極流向得電子的一極電流方向：與電子流動方向相反陰離子流動方向與電子流動方向一致陽離子流動方向與電流方向一致1.電極：正極：電子流入的一極（Cu）負(fù)極：電子流出的一極（Zn）3.電極反應(yīng)式：正極：2H++2e-＝H2↑負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+4.總反應(yīng)式：Zn+2H+

＝Zn2++H2↑原電池原理的應(yīng)用發(fā)展中的化學(xué)電源一次性電池——干電池二次電池（充電電池）燃料電池普通鋅錳電池堿性鋅錳電池鉛蓄電池鎳鎘充電電池鋰電池氫氧燃料CH4燃料電池1.判斷正誤(1)燃料電池是利用燃料的燃燒發(fā)電(2)燃料電池中，燃料在正極上發(fā)生氧化反應(yīng)(3)氫氧燃料電池將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?4)原電池中正極材料一定發(fā)生還原反應(yīng)(5)原電池中的負(fù)極反應(yīng)一定是電極材料失電子應(yīng)用體驗(yàn)×××××P45應(yīng)用體驗(yàn)2.(2022·江西新余第一中學(xué)高一期末)國家電投氫能公司全自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于氫能大巴