6.1化學(xué)反應(yīng)與能量變化++課件++【知識(shí)專(zhuān)講精研】高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量湖北省利川市第一中學(xué)我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊?lái)自火力發(fā)電。火力發(fā)電是通過(guò)化石燃料燃燒時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?；鹆Πl(fā)電過(guò)程中，化學(xué)能經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，間接轉(zhuǎn)化為電能。其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵。第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能化學(xué)能

電能

機(jī)械能

熱能

燃燒

蒸汽發(fā)電機(jī)？【實(shí)驗(yàn)6-3】(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀(guān)察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線(xiàn)連接鋅片和銅片，觀(guān)察、比較導(dǎo)線(xiàn)連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線(xiàn)在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀(guān)察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。1.實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因解釋Zn片：___________________________Cu片：_______反應(yīng)的離子方程式：________________________Cu片表面無(wú)明顯變化的原因：________________________________________________________鋅片溶解，表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡無(wú)變化Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑銅排在金屬活動(dòng)性順序表氫的后面，不能從酸溶液中置換出氫氣一、原電池Zn片是否溶解：_____Cu片上是否有氣泡：_______電流表A指針_____電流表指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明：______________Cu片上有氣泡說(shuō)明：____________________________________________________________________溶解有氣泡偏轉(zhuǎn)導(dǎo)線(xiàn)中有電流

溶液中的氫離子在銅片表面獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，從銅片上放出2.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱(chēng)為原電池。+-3.電極反應(yīng)：電極材料原電池正負(fù)極電極反應(yīng)式發(fā)生的反應(yīng)Zn片Cu片電極總離子反應(yīng)負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）小結(jié)：負(fù)極失去電子的一極氧化反應(yīng)活性強(qiáng)正極得到電子的一極還原反應(yīng)活性弱CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽(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↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線(xiàn)

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線(xiàn)負(fù)極外電路：內(nèi)電路：陰離子負(fù)極陽(yáng)離子正極外電路內(nèi)電路2H++2e－=H2↑4.工作原理：5.實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極材料負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：電極材料需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）

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”）其中較活潑金屬為負(fù)極較不活潑金屬（或非金屬）為正極

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)兩極一液一線(xiàn)一反應(yīng)構(gòu)成原電池的條件鋅銅稀硫酸判斷正、負(fù)極的方法負(fù)極正極導(dǎo)線(xiàn)電子流向流出流入導(dǎo)線(xiàn)電流流向流入流出溶液陰陽(yáng)離子流向陰離子流向陽(yáng)離子流向電極活潑性活潑不活潑反應(yīng)類(lèi)型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象溶解/質(zhì)量減輕冒氣泡/質(zhì)量增加H+SO42-Zn2+H+SO42-Zn2+e-e-e-e-ＣuＺnH+H+H2H2SO42-H+H+

原電池以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行，并配合溶液中陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，從而產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。e－6．原電池原理及應(yīng)用如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。

原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。(1)加快氧化還原反應(yīng)速率原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。

例如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入到稀硫酸中，觀(guān)察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，

由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性A＞B。(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱(3)設(shè)計(jì)原電池在設(shè)計(jì)原電池時(shí)，若給出的是離子反應(yīng)方程式如：2Fe3+＋Cu==Cu2+＋2Fe2＋

1、電解液：硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵等2、電極材料：

負(fù)極：銅正極：石墨或比銅不活潑的其他金屬3、電極反應(yīng)式

負(fù)極：Cu-

2e-=

Cu

2+正極：2Fe3+

+

2e-=

2

Fe2+簡(jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作【目的】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?！居闷贰克ㄌO(píng)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(xiàn)，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂(lè)卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表。【實(shí)驗(yàn)】（1）水果電池（2）簡(jiǎn)易電池二、原電池的設(shè)計(jì)與制作1.一次電池——酸性鋅錳干電池工作原理負(fù)極鋅筒鋅被氧化,逐漸消耗電解質(zhì)氯化銨—正極石墨棒二氧化錳被還原特點(diǎn)放電后不能充電便于攜帶,價(jià)格低三、生活中的原電池(1)定義有些電池放電時(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。

(2)常見(jiàn)充電電池。①鉛酸蓄電池;②鎳氫電池;③鋰離子電池。2.二次電池發(fā)展中的燃料電池燃料電池是一種將燃料（如氫氣、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，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。當(dāng)以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。與常規(guī)發(fā)電廠(chǎng)相比，其二氧化碳排放量明顯降低。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，這時(shí)電池起著類(lèi)似試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)用電器負(fù)載的變化，而且不需要很長(zhǎng)的充電時(shí)間，在航天、軍事和交通等領(lǐng)城有廣闊的應(yīng)用前景。3．燃料電池【化學(xué)與職業(yè)】電池研發(fā)人員電池研發(fā)與生產(chǎn)、生活和軍事等領(lǐng)域的發(fā)展密切相關(guān)。電池研發(fā)人員的工作包括電池構(gòu)成材料的研制、電池性能的改進(jìn)和應(yīng)用的拓展等。以燃料電池為例，研