化學(xué)反應(yīng)與電能課件人教版高一化學(xué)必修二

人教版必修第二冊(cè)第六章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化

第2課時(shí)

化學(xué)反應(yīng)與電能化學(xué)反應(yīng)與電能電池原電池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(xiàn)象用導(dǎo)線連接鋅片和銅片鋅片溶解，銅片上有氣泡冒出用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】裝置中有電流產(chǎn)生，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能ZnCuH2SO4ZnCuH2SO4A負(fù)極Zn=Zn2+-2e-2H+=H2↑+2e-鋅片銅片氧化反應(yīng)還原反應(yīng)正極得電子電子流入失電子電子流出活潑性較強(qiáng)活潑性較弱總反應(yīng)式：Zn2H+Zn2+H2↑+=+e-I原電池1．概念：原電池是將

轉(zhuǎn)化為

的裝置。2．本質(zhì)：3．電極：（1）負(fù)極：______電子，發(fā)生_____反應(yīng)，較

；

（2）正極：______電子，發(fā)生_____反應(yīng)，較不活潑。4．構(gòu)成原電池的條件：化學(xué)能電能失去氧化得到還原（4）閉合回路。氧化還原反應(yīng)——電子得失（1）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；（2）兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極；（3）電解質(zhì)（溶液或熔融電解質(zhì)）；活潑7.電流方向：外電路：內(nèi)電路：與電子移動(dòng)方向相反（正極→負(fù)極）與陽離子移動(dòng)方向相同（負(fù)極→正極）5.電子方向：負(fù)極→正極6.離子方向：陽離子向

極移動(dòng)，陰離子向

極移動(dòng)。原電池正

負(fù)課堂鞏固1、理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是（

）A．CH4+2O2

===CO2+2H2OB．2FeCl3+Fe===3FeCl2C．2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑D．HNO3+NaOH===NaNO3+H2OD本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)2、下列關(guān)于原電池的敘述，正確的是（

）A．構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極材料必須是兩種活動(dòng)性不同的金屬B．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C．在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原D．原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極課堂鞏固B課堂鞏固3、判斷下列原電池的負(fù)極材料是什么？a極b極電解質(zhì)溶液負(fù)極AlFe稀鹽酸

AlMg稀H2SO4

AlMg濃HNO3

AlCu濃HNO3

AlMgNaOH溶液

FeCCuSO4

AlMgMgCuAlFe①一般較活潑的金屬作負(fù)極。②失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極。③電子流出（電流流入）的是負(fù)極。④陰離子移向的一極是負(fù)極。⑤電極溶解（質(zhì)量減少）的為負(fù)極。如何判斷原電池的負(fù)極？4、下列裝置能構(gòu)成原電池的是

，能構(gòu)成原電池的，寫出其電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。課堂鞏固CDEZnSO4H5．某小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述正確的是(

)A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有H2產(chǎn)生B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，鐵片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===CuC．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，電子由a流向bD．無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D課堂鞏固6、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（）A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態(tài)；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；課堂鞏固D(6)一般來說，負(fù)極質(zhì)量減小，正極質(zhì)量不變或增加。(1)相對(duì)活潑性強(qiáng)的為負(fù)極，另一個(gè)為正極(3)電子由負(fù)極→正極。(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。(4)電流由正極→負(fù)極。(5)陰離子→負(fù)極，陽離子→正極。如何判斷原電池的負(fù)極？7、如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的（）A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液

A

CABD課堂鞏固1．比較金屬活動(dòng)性兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比正極的金屬活潑。2．加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。3．設(shè)計(jì)原電池利用原電池原理設(shè)計(jì)和制造原電池，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。原電池的應(yīng)用課堂鞏固1、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)原電池實(shí)現(xiàn)下列反應(yīng)，畫出原電池的裝置，標(biāo)出正負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式：⑴Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu⑵Cu+2Ag+=Cu2++2Ag⑶2Fe3++Fe=3Fe2+⑷2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+課堂鞏固2、有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)裝置部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增大b極有氣泡產(chǎn)生，c極無變化d極溶解，c極有氣泡產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是。d>a>b>c課堂鞏固3．鋅與H2SO4反應(yīng)制H2時(shí)向溶液中加少量CuSO4后為什么反應(yīng)速率加快？鋅置換出銅構(gòu)成原電池。4．欲提高Cu粉與硝酸的反應(yīng)速度，可加入下列什么試劑（）A．蒸餾水 B．碳酸鈉固體 C．食鹽水 D．AgNO3溶液（少量）D

5.鐵在下列情況下腐蝕最快的是（）A．鐵放入海水中 B．將鐵和鋅連接后放入到海水中C．將鐵和鋅連接后放入到淡水中 D．將鐵和錫連接后放入到海水中D

一、鋅錳干電池（一次電池）常見的鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示。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。常見的化學(xué)電池——干電池（一次）

負(fù)極：Zn﹣2e-

=Zn2+

堿性鋅錳干電池——將電解質(zhì)NH4Cl換成KOH負(fù)極：Zn﹣2e-+2OH-

=Zn(OH)2正極：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-總：Zn+2MnO2

+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2常見的化學(xué)電池——干電池（一次）二、充電電池（二次電池）

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。常見的化學(xué)電池——充電電池（二次）鉛酸蓄電池（-）PblH2SO4IPbO2(+)負(fù)極：Pb﹣2e-+SO42-

=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H++SO42-

=PbSO4+2H2O總：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O常見的化學(xué)電池——充電電池（二次）常見的化學(xué)電池——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。①反應(yīng)物不儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而由外界提供的。電池只是一個(gè)反應(yīng)器。

②電極一般不參與反應(yīng)，常采用惰性電極：活性炭棒、金屬鉑等③燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)，兩者不直接燃燒；電解質(zhì)不同，電極反應(yīng)可能不同，產(chǎn)物也不一定相同。氫氧燃料電池（H2

、O2）氫氧燃料電池電解質(zhì)負(fù)極（H2）正極（O2）酸性H2SO4(aq)

堿性KOH(aq)

中性Na2SO4(aq)總反應(yīng)：2H2+

O2

=2H2O2H2-4e-=4H+

2H2+

4OH--4e-=4H2OO2+4H++

4e-=2H2O

O2+

2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+

2H2O+4e-=4OH-甲烷燃料電池（CH4、O2）甲烷電池H2SO4作電解質(zhì)KOH作電解質(zhì)負(fù)極

正極

總反應(yīng)式

CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+2O2+

8H++

8e-=4H2O2O2+8e-+

4H2O

=8OH-CH4+2O2=CO2+2H2OCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O甲烷燃料電池1、被稱之為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個(gè)薄層紙片（在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳）作為傳導(dǎo)體。在紙內(nèi)的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應(yīng)為：Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnO(OH)，下列說法正確的是（

）A．電池工作時(shí)，鋅失去電子，做正極B．該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用C．當(dāng)生成0.1molZnO時(shí)，轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)為1.204×1024D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5gD課堂鞏固2、高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。請(qǐng)回答下列問題：(1)放電時(shí)，正極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為_____________________________________________，正極反應(yīng)式為_________________________________________。(2)放電時(shí)，________(填“正”或“負(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。放電充電正還原3Zn－6e－＋6OH－=3Zn(OH)22FeO42－＋6e－＋8H2O=2Fe(OH)3＋10OH－課堂鞏固3、鋰—空氣電池的工作原理如圖，總反應(yīng)式為4Li＋O2＋2H2O=4