第六章化學反應與能量第一節化學反應與能量變化

課時2化學反應與電能我們的生活很難離開電2001年2015年2018年2018年，中國發電總量占比世界發電總量的1/4；近階段，火力發電仍然是中國發電的主要組成。近幾年中國發電總量構成對比火力發電的原理化學能熱能機械能電能化學能經過一系列能量轉化過程，間接轉化為電能。其中能量轉換的關鍵環節是燃燒（氧化還原反應）火力發電的弊端：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。探究原電池工作原理觀察鋅片和銅片上現象和差別？觀察鋅片和銅片上有何現象？推測原因觀察電流表上有何現象？注意電流表指針偏轉方向將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現象鋅片銅片稀硫酸有氣泡產生無明顯現象鋅是活潑金屬能與稀硫酸反應產生氫氣，銅不能與稀硫酸反應鋅片：銅片：實驗現象：實驗結論：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑離子方程式：用導線連接鋅片和銅片，觀察、比較導線連接前后的現象稀硫酸鋅片銅片鋅片：銅片：有氣泡產生不斷溶解稀硫酸鋅片銅片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鋅片：銅片：指針發生偏轉不斷溶解有氣泡產生有電流產生，裝置中化學能轉化為電能實驗現象：實驗結論：實驗分析：溶液中的H+在銅片表面獲得電子發生還原反應產生H2，從銅片上放出。電流表：原電池工作原理定義：將__________轉變成________的裝置叫做原電池。化學能電能AZnCuSO42－H+H+正極負極e－本質：氧化反應和還原反應分別在兩個不同的區域進行。鋅片：銅片：負極正極Zn－2e－=Zn2+2H+＋2e－=H2↑

(氧化反應)(還原反應)正極：負極：電子流入的電極電子流出的電極通常是不活潑金屬或石墨電極通常是活潑金屬得電子，化合價降低，發生還原反應失電子，化合價升高，發生氧化反應原電池工作原理稀硫酸鋅片銅片Zn－2e－=Zn2+氧化反應負極發生溶解2H++2e－=H2↑還原反應正極產生氣泡外電路內電路負極

沿導線

正極正極

沿導線

負極電子流向：電流方向：陽離子

正極陰離子

負極原電池總反應：_____________________注意：電子不下水，離子不上岸Zn+2H+＝Zn2++H2↑原電池工作原理(4)有自發進行的氧化還原反應(1)兩個活潑性不同的電極，如：金屬與金屬、金屬與非金屬(2)電解質(溶液或者熔融)(3)兩個電極用導線相連并插入電解液形成閉合回路原電池的構成條件口訣：兩極一液一線一反應原電池工作原理隨堂檢測×√√×××下列裝置是否可以構成原電池？原電池工作原理原電池正負極的判斷比較金屬活潑性①方法：一般情況下，負極的金屬活動性比正極的金屬活動性強。②常見規律：電極質量減少，作負極，較活潑。有氣體生成、電極質量不斷增加或不變作正極，較不活潑有沒有特例？Al—Mg—NaOHAl—Cu—稀HNO3原電池原理的應用加快反應速率設計原電池保護金屬材料實驗室制H2時，由于鋅太純，反應較慢，可加入少量CuSO4以加快反應速率。船體鑲鋅塊寫出電極反應選擇電極材料及電解質溶液畫出裝置圖原電池原理的應用隨堂檢測有A、B、C、D四塊未知金屬片，欲判斷其金屬活動性順序，進行如下實驗，根據電流表指針偏轉方向，可以獲知：①A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；②C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發生氧化反應。據此，判斷四種金屬的活動性順序是（）A．A>B>C>DB．C>A>B>DC．A>C>D>BD．B>D>C>AC隨堂檢測一個電池反應的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，該反應的的原電池正確組合是（）CABCD正極ZnCuCuFe負極CuZnZnZn電解質溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl隨堂檢測如圖所示，a的金屬活動性在氫之前，b為碳棒。關于該裝置的說法中，正確的是()A.a極上發生還原反應，b極上發生氧化反應B.碳棒上有氣體逸出，溶液中c(H＋)增大C.導線上有電流，電流方向a→bD.反應后a極質量減小D發展中的化學電源鋅錳干電池（一次電池，不可充電）普通鋅錳干電池、鋅銀電池（鈕扣電池）等正極：負極：電解質溶液：鋅筒MnO2KOHZn－2e－+2OH－=Zn(OH)22MnO2＋2e－＋2H2O=2MnO(OH)+2OH－鉛酸蓄電池（二次電池，又叫可充電電池）正極：負極：電解質溶液：鉛(Pb)二氧化鉛(PbO2)稀硫酸Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電APt(-)Pt(+)正極室負極室隔膜電解質溶液H2O2酸性電解質堿性電解質負極反應正極反應總反應2H2+O2＝2H2O2H2－4e-＝4H+O2＋4H+＋4e-＝2H2O2H2＋4OH-－4e-＝4H2OO2＋2H2O＋4e-＝4OH-燃料電池是一種將燃料（如H2、CH4、乙醇）和氧化劑（如O2）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。燃料電池隨堂檢測在下圖所示裝置中，電流表指針發生偏轉，同時①逐漸變粗，②逐漸變細，③為電解質溶液，則①②③應是()A.①是Zn，②是Cu，③為稀硫酸B．①是Cu，②是Zn，③為稀硫酸C．①是Fe，②是Ag，③為稀AgNO3溶液D．①是Ag，②是Fe，③為稀AgNO3溶液D隨堂檢測某興趣小組的同學設計如圖所示裝置對原電池的原理進行探究。下列敘述錯誤的是()A．a和b不相連時，鋅片上有氣體生成，該裝置不能構成原電池B．a和b用導線連接時，銅片為正極，發生的反應為2H