化學反應與電能第2課時第一節

化學反應與能量變化第六章化學反應與能量一、火力發電一、火力發電：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、轉換環節多，能量損耗大，能量的利用率低弊端煤炭課堂思考請你思考！如何將化學能直接轉化為電能？火力發電的化學深層本質分析燃燒氧化還原反應氧化劑與還原劑之間發生電子的轉移火力發電將化學能經一系列能量轉化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過程關鍵本質本質引起實驗現象銅片：_________鋅片：_____________________銅片：__________鋅片：_________電流表：____________實驗結論鋅與稀硫酸反應產生氫氣，而銅與稀硫酸不反應鋅

電子，經導線流向

，H+在銅片上

電子被還原生成H2導線中有

通過，反應過程中產生了_____沒有變化逐漸溶解，有氣泡產生有氣泡產生逐漸溶解，有氣泡產生指針發生偏轉失去銅片得到電流電能二、原電池（1）原電池①概念：將

能轉化為

能的裝置。②本質：發生

反應。③電極：負極：電子

的一極，發生

反應；正極：電子

的一極，發生

反應?；瘜W電氧化還原流出氧化流入還原（2）原電池的工作原理CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應還原反應負極正極SO42-發生溶解產生氣泡原電池總反應：Zn+2H+=Zn2++H2↑宏觀微觀氧化還原外電路負極

沿導線

正極電子流向：電流方向：正極

沿導線

負極內電路陽離子正極陰離子負極【正正，負負】注意：電子不下水，離子不上岸Zn石墨稀硫酸更換電極材料ZnCu稀硫酸ZnZn稀硫酸ZnFe稀硫酸FeCu稀硫酸1.活動性不同的金屬（或一種為石墨）（3）原電池的構成條件更換電解質2.電解質溶液或熔融態中（3）原電池的構成條件稀硫酸ZnCu3.必須形成閉合回路（3）原電池的構成條件硫酸銅PtAg4.自發的氧化還原反應（4）原電池的構成條件Ag思考3

(1)圖1裝置中的銅起什么作用？銅能否用鋅代替？銅能用什么物質代替？提示銅作正極，能導電。若用鋅代替銅，兩極活潑性相同，不能構成原電池。能用石墨、較不活潑的金屬等代替銅。（3）原電池的構成條件(2)圖2中將鋅片換成銅，能形成原電池嗎？提示不能，無自發進行的氧化還原反應。(3)圖2中用酒精代替稀硫酸能形成原電池嗎？提示不能，酒精是非電解質，不導電。（3）原電池的構成條件典例精講【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

GGZZnCuACuSO4溶液

指出該原電池的正負電極，形成的閉合回路中電荷的流動方向，寫出兩極的電極反應式。e-e-負極(Zn)：Zn–2e－

=Zn2+正極(Cu)：Cu2++2e－

=Cu總反應式：

Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu應用反饋1.判斷正誤(1)火力發電過程中，機械能轉化為電能是整個能量轉化的關鍵(2)原電池的電極材料必須是金屬(3)原電池工作時，正極與負極轉移電子數相同(4)在鋅銅原電池中，電子由鋅通過導線流向銅，再由銅通過電解質溶液流回鋅應用體驗1×√××2.現有如下兩個反應：A：H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2OB：Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2(1)根據上述兩個反應的本質，

(填字母)反應能設計成原電池，其原因是____________________________________________________。BA為非氧化還原反應，沒有電子轉移；B為氧化還原反應，有電子轉移應用體驗1(2)將上述反應中能設計成原電池的反應設計成原電池。①寫出電極反應式及反應類型：負極：

，

；

正極：

，

。

Cu-2e-===Cu2+氧化反應2Fe3++2e-===2Fe2+還原反應1.加快氧化還原反應的進行在原電池中，氧化反應和還原反應分別在兩極進行，使溶液中粒子運動相互間的干擾減小，使反應加快。用Zn和稀硫酸反應制氫氣時，為了使反應加快，常常加入少量CuSO4溶液，請問這是為什么？提示鋅和置換出的銅、稀硫酸構成了原電池，可以加快反應進行。三、原電池工作原理的應用三、原電池原理的應用2、比較金屬活潑性一般情況下，負極的金屬活動性比正極的金屬活動性強。【習題】有X、Y、Z三塊金屬片，進行如下實驗:①X、Y用導線相連后，同時浸入稀硫酸中，Y極產生大量氣泡；②Y、Z用導線相連后，同時浸入稀硫酸中，電流由Y→導線→Z；③X、Z用導線相連后，同時浸入稀硫酸中，Z極發生氧化反應。據此判斷三種金屬的活動性順序為(

)A、X>Y>Z B、X>Z>YC、Z>X>Y D、Y>Z>XKCaNaMg

Al

ZnFeSnPb(H)Cu……C特例實際與溶液反應的電極為負極CuFe濃HNO3AlMgNaOH溶液2Al-6e-+8OH-=2Al(OH)4-

6H2O

+6e-=3H2↑+6OH-負極:正極:2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2↑Cu-2e-=Cu2+2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O負極:正極:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2OAl作負極Cu作負極三、原電池原理的應用3、設計原電池設計步驟：定—拆—找—畫③找：根據氧化還原反應還原劑找負極、氧化劑找電解質溶液，正極選擇不活潑的金屬（能導電的非金屬）④畫：連接成閉合回路，畫出原電池裝置圖。②拆：將氧化還原反應拆為氧化反應+還原反應。負極：還原劑-ne-=氧化產物；正極：氧化劑+ne-=還原產物①定：確定一個自發進行的氧化還原反應Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑Zn－2e－==Zn2＋2H＋＋2e－==H2↑Cu或C稀硫酸(氧化劑)三、原電池原理的應用【設計原電池】請利用氧化還原反應Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，設計一個原電池，標出正負極，畫出電子轉移方向并寫出電極反應Cu+2FeCl3==2FeCl2+CuCl2負極材料還原劑電解質溶液氧化劑正極材料活潑性比銅弱的金屬（如Pt）或石墨負極：Cu－2e-=Cu2+正極：2Fe3+－2e-=2Fe2+Cu石墨FeCl3溶液e-水果電池三、設計原電池探究學習

【問題和討論】（1）

水果電池中，水果的作用是什么？（2）通過比較不同材料作電極的簡易電池，你是否發現電極材料的選擇有一些值得注意的問題？請與同學交流你的經驗。（3）在以上實驗中，電池不可或缺的構成部分有哪些？探究簡易水果電池的制作

（1）水果電池中，水果的作用是電解質溶液（2）構成原電池的要素①自發的氧化還原反應②閉合回路③電極材料課本41頁7題1.判斷正誤(1)原電池中，負極材料的活動性一定強于正極材料的活動性(2)只要是自發的放熱的化學反應就可以設計為原電池(3)原電池的負極上一定發生氧化反應，故負極本身質量一定減輕(4)原電池中正極材料必須與電解質溶液的某種離子反應××××應用體驗2例同學們在“簡易電池的設計與制作”的實驗中，對影響自制電池效果的因素進行了實驗探究。[提出問題]影響自制電池效果的因素有哪些？[查閱資源]電極材料，電極間距，水果種類對自制水果電池的效果可能有影響。[實驗探究]

Ⅰ.按如圖連接水果電池。應用體驗2Ⅱ.實驗記錄如下：序號電極電極間距水果種類電流表示數(μA)①Cu—Al2.0cm西紅柿78.5②Cu—Fe2.0cm西紅柿70.3③Al—Al2.0cm西紅柿0④Cu—Al2.0cm檸檬45.7⑤Cu—Al1.0cm檸檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm檸檬104.5(1)實驗①②③的目的是

。

對比實驗①②③得出的結論是________________________________________________________。

(2)欲得出“水果種類對電池效果有影響”的結論，需要對比實驗______(填序號)。對比④⑤得出的結論是________________________________________________________。探究電極材料對電池效果的影響在其他條件相同時，電極材料活潑性差別越大，電池效果越好