【化学】化学能与电能 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第第2 2课时化学能与电能课时化学能与电能天空中释放的天空中释放的闪电闪电能产生能产生巨大的能量巨大的能量生活中人们使用的生活中人们使用的电电能来自于哪里能来自于哪里?能不能直接能不能直接从自然界从自然界获取电能获取电能?1 1、我、我国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。2 2、火、火力发电的原理力发电的原理化石燃料化石燃料加热水加热水燃燃烧烧汽汽化化蒸汽蒸汽推推动动蒸汽轮机蒸汽轮机发电机发电发电机发电带带动动其中，燃烧（其中，燃烧（氧化还原反应氧化还原反应）是关键）是关键煤炭煤炭是非可再生资

2、源，会造成能源危机是非可再生资源，会造成能源危机煤炭煤炭燃烧会产生污染性气体燃烧会产生污染性气体经经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低4 4、火力发电存在的问题、火力发电存在的问题直接直接？3 3、能、能量转换过程量转换过程电子定向移动电子定向移动氧化还原反应氧化还原反应写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析 【思考【思考1】电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？电流是怎样产生的？【思考【思考2 2】什么反应中有电子的转移？什么反应中有电子的转移？什么反应中有电子的转移？什么反应中有电子的转

3、移？探究把化学能直接转变为电能的装置探究把化学能直接转变为电能的装置？Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2 2e2e-什么什么方法可使方法可使ZnZn与与H H+分开，从而让电子定向移动呢？分开，从而让电子定向移动呢？探究实验探究实验讨论与交流讨论与交流实验一：分别将锌片和铜片插实验一：分别将锌片和铜片插入稀入稀硫硫酸酸 溶溶液中液中 观观察锌片和铜片上现象察锌片和铜片上现象和和 差差别？别？实验二：实验二：锌片和铜片先接触插入稀硫锌片和铜片先接触插入稀硫酸酸 溶液中，然后再用导线连接溶液中，然后再用导线连接 观察锌片和铜片上有何现象观察锌片和铜片上有何现象？推测原因？推测原

4、因实验三：实验三：锌片和铜片通过导线接电流表锌片和铜片通过导线接电流表 插插入稀硫酸溶液中入稀硫酸溶液中观察电流表上有何现象？观察电流表上有何现象？注意电流表指针偏转方向注意电流表指针偏转方向【实验探究【实验探究【实验探究【实验探究】铜锌未连接时，锌片表面有气泡，铜片无明显变化，铜锌未连接时，锌片表面有气泡，铜片无明显变化，放热放热，原，原因是与金属活动性顺序有因是与金属活动性顺序有关。关。铜锌未连接时铜锌未连接时反应反应的离子方程式的离子方程式ZnZn2H2H=ZnZn2 2 H H2 20 0+1+10 0+2+2失失 2e-2e-得得 22e-e-铜锌连接时，铜表面出现大量气泡，锌表面也

5、铜锌连接时，铜表面出现大量气泡，锌表面也有少量气有少量气泡泡电流表指针发生偏转，说明导线中有电流产生电流表指针发生偏转，说明导线中有电流产生 实验操作实验操作实实验现象验现象实验结论实验结论铜片上：无气泡铜片上：无气泡锌片上：逐渐溶解，有气泡锌片上：逐渐溶解，有气泡铜片上：有气泡铜片上：有气泡锌片上：逐渐溶解锌片上：逐渐溶解电流表：指针偏转电流表：指针偏转锌与稀硫酸反应生成氢气，锌与稀硫酸反应生成氢气，而铜不反应而铜不反应装置中发生反应生成氢气，装置中发生反应生成氢气，导线中有电流通过导线中有电流通过化化学能转化为电能学能转化为电能原电池原电池1 1、概、概念：将化学能直接转变为电能的装置念：

6、将化学能直接转变为电能的装置AZn CuSO42H+H+正极正极负极负极e2 2、本质：氧化反应和还原反应分、本质：氧化反应和还原反应分别在别在 两两个不同的区域进行。个不同的区域进行。锌片：锌片：ZnZn2e2e =Zn=Zn2+2+(氧化反应氧化反应)铜片：铜片：2H2H+2e2e =H=H2 2(还原反应还原反应)化化学能转化为电能学能转化为电能原原电电池池概念概念：将化学能直接转变为电能的装置本质：氧化还原反应本质：氧化还原反应构成条件构成条件前提：能前提：能自发进行氧化还原反应自发进行氧化还原反应活泼性不同两极（金属或可导电非金属）活泼性不同两极（金属或可导电非金属）电解质溶液电解质

7、溶液形成闭合回路形成闭合回路酒精酒精ZnC(C)稀硫酸稀硫酸ZnCu(D)Zn硫酸铜溶液硫酸铜溶液Zn(A)硫酸铜溶液硫酸铜溶液ZnCu(B)稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CuZn(E)CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极SO42-发生溶解发生溶解产生气泡产生气泡原电池总反应：原电池总反应：Zn+2H+=Zn2+H2工工作原理作原理宏观宏观微观微观氧化还原氧化还原电极判定电极判定1 1、Fe Fe CuCu CuSO CuSO4 4溶液溶液2 2、Ag Ag FeFe AgSO AgSO4 4溶液溶液3 3、Al Al MgM

8、g HCl HCl溶液溶液4 4、Al Al MgMg NaOH NaOH溶液溶液5 5、Fe Fe CuCu 浓浓HNOHNO3 3CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极阳离子阳离子阴离子阴离子SO42-发生溶解发生溶解产生气泡产生气泡原电池总反应：原电池总反应：Zn+2H+=Zn2+H2电子流向：负极电子流向：负极 沿导线沿导线 正极正极电流方向：正极电流方向：正极 沿导线沿导线 负极负极外外电电路路内内电电路路阴离子阴离子 负极负极阳离子阳离子 正极正极外电路外电路内电路内电路eI电极判定电极判定阴离子阴离子负极负极

9、阳离子阳离子正极正极内电路（溶液）内电路（溶液）外电路（导线）：正极外电路（导线）：正极 负极负极电流电流电子电子比比较金属活泼性较金属活泼性 保保护金属材料护金属材料设设计电池计电池加加快反应速率快反应速率一般：负极一般：负极 正极正极 如：制氢气加入少量硫酸铜溶液如：制氢气加入少量硫酸铜溶液如：船体镶锌块如：船体镶锌块稀硫酸稀硫酸 AlMgA AlMgANaOH原原电池的应用电池的应用 盐水动力车化学能化学能 电能电能 负负 氧化反应氧化反应 H H H H2 2 正极正极 还原反应还原反应 氧化还原反应氧化还原反应 活性不同活性不同 形成闭合回路形成闭合回路 25负极负极正极正极电极材料

10、电极材料电子流动方向电子流动方向电解质溶液中离子电解质溶液中离子定向移动方向定向移动方向发生的反应发生的反应反应现象反应现象负极负极正极正极电极材料电极材料活泼性较强的金属活泼性较强的金属电子流动方向电子流动方向电子流出极电子流出极电解质溶液中离子电解质溶液中离子定向移动方向定向移动方向阴离子移向的极阴离子移向的极发生的反应发生的反应氧化反应氧化反应反应现象反应现象电极溶解电极溶解27负极负极正极正极电极材料电极材料活泼性较强的金属活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导活泼性较弱的金属或能导电的非金属电的非金属电子流动方向电子流动方向电子流出极电子流出极电子流入极电子流入极电解质溶液中离子电解质溶液中离子定向移动方向定向移动方向阴离子移向的极阴离子移向的极阳离子移向的极阳离子移向的极发生的反应发生的反应氧化反应氧化反应还原反应还原反应反应现象反应现象电极溶解电极溶解电极增重或有气泡放出电极增重或有气泡放出