高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时原电池-化学能转化为电能》PPT课件

1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。第2节化学能与电能第1课时原电池——化学能转化为电能,[复习提问]：化学反应有什么特点?有新的物质生成。伴有能量变化，有的反应吸热，有的反应放热。氧化还原反应伴有电子转移。讨论日常生活中你使用的主要能源是什么？使用热能与电能各有何优点、缺点？获取简单、使用方便、成本低；不便储存、携带，能量利用率低。热能：01便于储存、携带、传输，使用方便，能量利用率高。电能：02,电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池的电能是如何产生的呢？这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。一、化学能与电能的相互转化1.火力发电我国目前发电总量构成,讨论1、分析教材图2-8，火力发电的原理是什么？2、火力发电有什么利和弊？化学能燃烧蒸汽发电机热能机械能电能,火力发电优点:a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.b.投资较少，建厂快，c.技术成熟，火力发电缺点:a.储量有限b.有废气可能导致酸雨c.排出大量的温室效应气体.d.能量转换效率低,1思考火力发电要经过一系列能量转换才能将化学能转换为电能，能量转化效率极低。能否发明一种装置将化学能直接转化为电能呢？1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转换为电能。2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，选择恰当的化学物质。5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。【实验探究一】[实验现象]：Zn+2H+＝Zn2++H2↑锌片上有气泡,铜片上没有气泡。把锌片和铜片分别插入到稀H2SO4中,观察现象。思考与交流一1.反应中，得、失电子物质各是什么？3.有没有办法让这种电子的转移变成电流？2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？【实验探究二】用导线把锌片和铜片连接起来，插入到稀H2SO4中,观察现象。[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片加速溶解。思考与交流二1.反应中，为什么铜片上也产生了气体？2.电子如何从锌片转移到铜片上的？3.如何证明导线中有电子流过？当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌较活泼，容易失去电子，被氧化成Zn2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？A[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。[实验结论]：导线中有电流通过。【实验探究三】用导线把锌片和铜片连接起来，再在导线中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转?实验结论:1.该装置实现了将______能转化为_____能。2.该装置的化学反应本质是:_______________.化学电氧化还原反应,定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原电池。2.原电池用导线把锌片和铜片连接起来，插入到稀H2SO4中所组成的原电池,叫做u-Zn原电池,u-Zn原电池Zn片上Zn溶解，Zn电子，发生反应。可表示为：u片上产生气泡，H+电子，发生反应。可表示为：失氧化得还原Zn：Zn－2e=Zn2+u：2H++2e=H2↑,定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极，负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极，正极发生还原反应。定义3：原电池两电极发生的反应叫做电极反应。讨论：原电池的发明有什么重要意义？1.证实了氧化还原反应有电子转移2.实现了化学能与电能的直接转化3.揭示了化学现象与电现象的内在联系——电化学,思考与交流三1.原电池为什么能将氧化还原反应的电子转移变成了电流？其工作原理是什么？2.原电池的形成条件是什么？原电池的工作原理两个电极中，较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流出,通过导线流向较不活泼的金属或非金属（正极）原电池的工作原理使氧化反应和还原反应分别在两个不同电极上进行，并使其转移的电子经过导线形成电流。3.原电池的组成条件（1）要有两个电极(通常是二种活泼性不同的金属或金属与非金属构成)。(4)能自动进行一个氧化还原反应（2）两电极必须用导线连接（3）适当的电解质溶液。讨论1：若用铁代替u-Zn原电池中的锌片，会有何不同？为什么？若用铝代替u-Zn原电池中的铜片，会有何不同？为什么？若用碳代替u-Zn原电池中的铜片，能否形成原电池？为什么？讨论2：若不用导线，而是将锌与铜直接沾在一起，现象如何？若将锌与铜混合在一起，现象又如何？归纳总结：原电池的工作原理Zn－2e－==Zn2＋2H＋+2e－==H2↑负极正极氧化反应还原反应,归纳总结答案还原性较弱的金属或能导电的非金属还原反应电子流入电流流出还原性较强的金属氧化反应电子流出电流流入,【实践活动】根据构成原电池的条件可知：利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等都可以制作原电池。例1.如图装置中，明显有电流产生的是()解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有选项中的装置符合原电池的构成条件。例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的是（）A.原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属B.正极上发生还原反应，一定产生气体.电子流出的一极为负极D.阴离子在电解质溶液中向正极移动解析：A错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可以是两种不同金属，也可以是一种金属、一种非金属。B错，原电池中正极上发生还原反应，但不一定产生气体。对，原电池中电子流出的一极为负极，电子由负极流向正极。D错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动。例3.由A、B、、D四种金属按下表中装置进行实验。根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_______________。(2)装置乙中正极的电极反应式是_____________。(3)装置丙中溶液的pH变化是________。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________________。解析：据装置甲知活动性：A>B，A作负极，电极反应式为A－2e－===A2＋；据装置乙知活动性：B>，正极反应式为u2＋＋2e－===u；据装置丙知活动性：D>A，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故c(H＋)减小，pH增大。据甲、乙、丙知活动性强弱顺序：D>A>B>。答案：(1)A－2e－===A2＋(2)u2＋＋2e－===u(3)变大(4)D>A>B>,解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，这说明a电极是负极，失去电子，b电极是正极，溶液中的铜离子得到电子，则金属性a>b。b极有气体产生，c极无变化，说明金属性b>c。d极溶解，c极有气体产生，说明d电极是负极，c电极是正极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，则金属性d>c。电流计指示在导线中电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，a电极是正极，则金属性d>a。综上所述，四种金属的活动性顺序是d>a>b>c。答案：,学习小结原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是,谢谢大家备注：部分文字使用了文字编辑器，需双击才能进行修改