人教版必修第二冊第六章第一節化學反應與能量變化

第2課時

化學反應與電能化學反應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，銅片上無現象用導線連接鋅片和銅片鋅片溶解，銅片上有氣泡冒出用導線在鋅片和銅片之間串聯一個電流表電流表指針發生偏轉【實驗結論】裝置中有電流產生，化學能轉化為電能ZnCuH2SO4ZnCuH2SO4A負極Zn=Zn2+-2e-2H+=H2↑+2e-鋅片銅片氧化反應還原反應正極得電子電子流入失電子電子流出活潑性較強活潑性較弱總反應式：Zn2H+Zn2+H2↑+=+e-I原電池1．概念：原電池是將

轉化為

的裝置。2．本質：3．電極：（1）負極：______電子，發生_____反應，較

；

（2）正極：______電子，發生_____反應，較不活潑。4．構成原電池的條件：化學能電能失去氧化得到還原（4）閉合回路。氧化還原反應——電子得失（1）自發進行的氧化還原反應；（2）兩個活動性不同的電極；（3）電解質（溶液或熔融電解質）；活潑7.電流方向：外電路：內電路：與電子移動方向相反（正極→負極）與陽離子移動方向相同（負極→正極）5.電子方向：負極→正極6.離子方向：陽離子向

極移動，陰離子向

極移動。原電池正

負課堂鞏固1、理論上不能設計為原電池的化學反應是（

）A．CH4+2O2

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

）A．構成原電池的正極和負極材料必須是兩種活動性不同的金屬B．原電池是將化學能轉變為電能的裝置C．在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原D．原電池放電時，電流的方向是從負極到正極課堂鞏固B課堂鞏固3、判斷下列原電池的負極材料是什么？a極b極電解質溶液負極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極。②失去電子，發生氧化反應的是負極。③電子流出（電流流入）的是負極。④陰離子移向的一極是負極。⑤電極溶解（質量減少）的為負極。如何判斷原電池的負極？4、下列裝置能構成原電池的是

，能構成原電池的，寫出其電極反應式和總反應式。課堂鞏固CDEZnSO4H5．某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置。下列敘述正確的是(

)A．a和b不連接時，鐵片上會有H2產生B．a和b用導線連接時，鐵片上發生的反應為Cu2＋＋2e－===CuC．a和b用導線連接時，電子由a流向bD．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色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象是（）A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；課堂鞏固D(6)一般來說，負極質量減小，正極質量不變或增加。(1)相對活潑性強的為負極，另一個為正極(3)電子由負極→正極。(2)發生氧化反應的為負極，發生還原反應的為正極。(4)電流由正極→負極。(5)陰離子→負極，陽離子→正極。如何判斷原電池的負極？7、如圖裝置，電流表G發生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的（）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．比較金屬活動性兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比正極的金屬活潑。2．加快氧化還原反應的速率一個自發進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率增大。3．設計原電池利用原電池原理設計和制造原電池，將化學能直接轉化為電能。原電池的應用課堂鞏固1、請設計原電池實現下列反應，畫出原電池的裝置，標出正負極，并寫出電極反應式：⑴Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu⑵Cu+2Ag+=Cu2++2Ag⑶2Fe3++Fe=3Fe2+⑷2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+課堂鞏固2、有a、b、c、d四個金屬電極，有關的實驗裝置及部分實驗現象如下：實驗裝置部分實驗現象a極質量減小，b極質量增大b極有氣泡產生，c極無變化d極溶解，c極有氣泡產生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是。d>a>b>c課堂鞏固3．鋅與H2SO4反應制H2時向溶液中加少量CuSO4后為什么反應速率加快？鋅置換出銅構成原電池。4．欲提高Cu粉與硝酸的反應速度，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造如圖所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質溶液，鋅筒作負極。在使用過程中，電子由鋅筒（負極）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（內部的氧化還原反應無法逆向進行），屬于一次電池。常見的化學電池——干電池（一次）

負極：Zn﹣2e-

=Zn2+

堿性鋅錳干電池——將電解質NH4Cl換成KOH負極：Zn﹣2e-+2OH-

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

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

有些電池放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態，從而實現放電（化學能轉化為電能）與充電（電能轉化為化學能）的循環。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。常見的化學電池——充電電池（二次）鉛酸蓄電池（-）PblH2SO4IPbO2(+)負極：Pb﹣2e-+SO42-

=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H++SO42-

=PbSO4+2H2O總：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O常見的化學電池——充電電池（二次）常見的化學電池——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。當以氫氣為燃料時，產物為水；以甲烷為燃料時，產物為水和二氧化碳。①反應物不儲存在電池內部，而由外界提供的。電池只是一個反應器。

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

、O2）氫氧燃料電池電解質負極（H2）正極（O2）酸性H2SO4(aq)

堿性KOH(aq)

中性Na2SO4(aq)總反應：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KOH作電解質負極

正極

總反應式

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”的紙質電池，采用一個薄層紙片（在其一邊鍍鋅，而在其另一邊鍍二氧化錳）作為傳導體。在紙內的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應為：Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnO(OH)，下列說法正確的是（

）A．電池工作時，鋅失去電子，做正極B．該電池反應中二氧化錳起催化劑作用C．當生成0.1molZnO時，轉移電子個數為1.204×1024D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上減少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，該電池能較長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。請回答下列問題：(1)放電時，正極發生________(填“氧化”或“還原”)反應，則負極反應式為_____________________________________________，正極反應式為_________________________________________。(2)放電時，________(填“正”或“負”)極附近溶液的堿性增強。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，總反應式為4Li＋O2＋2H2O=4