化學反應與電能課件高一下學期化學人教版3

教學目標本節(jié)重點化學能轉化為電能的裝置特點及原理。本節(jié)難點化學能轉化為電能的裝置特點及原理。1．能舉出化學能轉化為電能的實例，辨識簡單原電池的正負極及正負極上發(fā)生的化學反應類型。2．知道原電池概念及原電池工作原理是利用氧化還原反應將化學能轉化為電能的裝置，知道構成原電池的條件。導入你知道嗎？我們的生活很難離開電，電是從哪來的？獲取電源的途徑！火力發(fā)電核電站水力發(fā)電風力發(fā)電01火力發(fā)電一、火力發(fā)電探究學習1.我們日常使用的電能主要來自火力發(fā)電我們日常使用的電能主要來自火力發(fā)電?；鹆Πl(fā)電是通過化石燃料燃燒時發(fā)生的氧化還原反應，使化學能轉化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。火力發(fā)電過程中，化學能經過一系列能量轉化過程，間接轉化為電能。其中，燃燒（氧化還原反應）是關鍵。一、火力發(fā)電探究學習2.火力發(fā)電：化學能經過一系列能量轉化過程，間接轉化為電能?；瘜W能燃料燃燒熱能蒸汽輪機機械能發(fā)電機電能直接？1、煤炭是不可再生資源，會造成能源危機2、煤炭燃燒會產生污染性氣體3、轉換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低弊端煤炭02原電池原理二、原電池原理實驗探究要想使氧化還原反應釋放的能量直接轉化為電能，就要設計一種裝置，使反應中的電子轉移在一定條件下形電流?；瘜W電池就是這樣一種裝置。(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?！緦嶒?-3】二、原電池原理實驗探究1.實驗探究——鋅銅原電池原理二、原電池原理探究學習1.實驗探究——鋅銅原電池原理序號實驗步驟實驗裝置現象結論或解釋Ⅰ將鋅片、銅片插入盛稀硫酸的燒杯中，觀察現象。Ⅱ用導線連接鋅片和銅片，觀察、比較導線連接前后的現象Ⅲ用導線在鋅片和銅片間串聯一個電流表G

，觀察電流表指針是否偏轉。銅片（鋅片）上有氣泡，電流計指針偏轉

鋅片表面有氣泡，銅片表面沒有氣泡Zn+2H+=Zn2++H2↑，銅與稀硫酸不反應鋅片、銅片表面都有氣泡鋅失去電子，經導線流向銅片，H+在銅片上得到電子還原成H2。二、原電池原理實驗探究2.原電池⑴定義：把化學能轉化為電能的裝置⑵本質：有自發(fā)的氧化還原反應二、原電池原理探究學習3.原電池的工作原理Cu片——正極2H＋＋2e－＝H2↑Zn片——負極Zn－2e－＝Zn2＋總反應方程式：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑還原反應氧化反應電子導體電子：由負極經導線到正極電流：由正極經導線到負極離子導體陽離子正極陰離子負極二、原電池原理探究學習4.實驗探究原電池形成條件ZnCu稀硫酸Zn石墨稀硫酸Zn木條稀硫酸金屬與非金屬導體（石墨）負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等二、原電池原理探究學習4.實驗探究原電池形成條件更換電解質電極需插進電解質溶液或熔融態(tài)中二、原電池原理探究學習4.實驗探究原電池形成條件硫酸銅稀硫酸ZnCu必須形成閉合回路例題【例1】下列哪些裝置能構成原電池？ABCDE√√F√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu√ZnH2SO4溶液

G你知道嗎？如何設計電池呢？氧化還原反應氧化反應還原反應分開進行

形成閉合回路原電池03設計原電池三、設計原電池探究學習1.設計原電池的基本思路還原劑＋氧化劑＝氧化產物＋還原產物（失電子）（得電子）負極反應物負極材料正極反應物正極材料負極正極離子導體電子導體三、設計原電池探究學習2.將反應Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，設計為原電池。Fe①依據反應式確定電極材料Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu1×Fe－2e－＝Fe2＋氧化反應負極Cu2＋＋2e－＝Cu1×還原反應正極Cu三、設計原電池探究學習2.將反應Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，設計為原電池。②判斷電解質溶液Cu2＋＋2e－＝CuFeCuFe－2e－＝Fe2＋Cu2＋Cu2＋CuSO4溶液CuCl2溶液三、設計原電池探究學習

【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?！居闷贰克ㄌO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(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動機等），電流表?！緦嶒灐浚?）水果電池參考圖6-8所示水果電池，自選水果及相關用品，制作水果電池。（2）簡易電池參考圖6-9，制作簡易電池，并試驗和比較不同材料作電極的效果。（3）設計演示原電池的趣味實驗利用發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動機等，設計一個演示原電池的趣味實驗（如電壓不足，可將幾個電池串聯起來）。探究簡易水果電池的制作

三、設計原電池探究學習3.簡易水果電池的制作水果電池三、設計原電池探究學習3.簡易水果電池的制作超級檸檬電池請你說說！無處不在的電池！普通干電池手機電池鈕扣電池筆記本電腦專用電池心臟起搏器電池氫氧燃料電池04化學電源一、化學電源探究學習1.一次電池電池放電后不能充電(內部的氧化還原反應無法逆向進行)負極（鋅筒）：Zn–2e-=Zn2+

氧化反應正極（石墨棒）：MnO2得電子還原反應鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。一、化學電源探究學習2.二次電池(充電電池)放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態(tài),從而實現放電（化學能轉化為電能）與充電（電能轉化為電能）的循環(huán)。①鉛蓄電池一、化學電源探究學習2.二次電池(充電電池)①鉛蓄電池負極:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O正極：PbO2負極：Pb電解質：H2SO4溶液

氧化反應正負極材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電

還原反應一、化學電源探究學習2.二次電池(充電電池)②鋰電池負極：Li-e-=Li+正極：MnO2+e-=MnO2-總反應式：Li+MnO2=LiMnO2一、化學電源對比探究2.二次電池(充電電池)③鋰離子電池負極材料：嵌鋰層狀石墨(LixC6

)正極材料：鈷酸鋰(Li1-xCoO2)電解液：鋰導電有機電解液正極：

負極：

LixC6

－xe－＝6C+xLi+Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO2你知道嗎？

你知道冬奧會的氫騰燃料電池汽車嗎？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）的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置，具有清潔、安全、高效等特點。燃料電池的能量轉化率可以達到80%以上。當以氫氣為燃料時，產物為水；以甲烷為燃料時，產物為水和二氧化碳。與常規(guī)發(fā)電廠相比，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物不是儲存在電池內部，而是從外部提供，這時電池起著類似試管、燒杯等反應器的作用。燃料電池的供電量易于調節(jié)，能適應用電器負載的變化，而且不需要很長的充電時間，在航天、軍事和交通等領城有廣闊的應用前景。一、化學電源探究學習3.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）的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置，具有清潔、安全、高效等特點氫氧燃料電池一、化學電源探究學習3.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）的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置，具有清潔、安全、高效等特點氫氧燃料電池正極：負極：2H2–4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O總反應：2H2+O2=2H2O小結練習1.如圖所示，下列對于該原電池的敘述正確的是()A.銅是