最新人教版高中化学必修2《化学能与电能》课件.ppt

1、第一课时 学习目标学习目标 知识与能力知识与能力 1、初步认识原电池概念、反应原理、构成条件及应用。、初步认识原电池概念、反应原理、构成条件及应用。2、认识化学能直接转化为电能对能量转化的重要意义。、认识化学能直接转化为电能对能量转化的重要意义。过程与方法过程与方法 1、通过探究原电池的原理和构成条件，提高科学探究、通过探究原电池的原理和构成条件，提高科学探究 能力。能力。2、通过小组活动提高与他人交流、合作的能力。、通过小组活动提高与他人交流、合作的能力。情感态度与价值观情感态度与价值观 1、体会学习化学的乐趣，乐于探究物质变化的奥秘。、体会学习化学的乐趣，乐于探究物质变化的奥秘。2、培养勤

2、于思考、探索求实的科学态度。、培养勤于思考、探索求实的科学态度。太阳能和电能属于哪一类能源呢？太阳能和电能属于哪一类能源呢？阅读教材阅读教材P39-P40，与同学合作完成下列，与同学合作完成下列问题：问题：1目前我国发电总量构成中目前我国发电总量构成中,哪种发电方式哪种发电方式 居于首位？居于首位？2化石燃料是如何转化为电能的？化石燃料是如何转化为电能的？3在该能量转化过程中的关键反应是什么？在该能量转化过程中的关键反应是什么？属于哪种类型的反应？属于哪种类型的反应？4火力发电的缺点是什么？火力发电的缺点是什么？2001年我国发电总量构成年我国发电总量构成 化学能化学能 热能热能 机械能机械能

3、 电电能能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机一、火力发电的原理分析。一、火力发电的原理分析。火力发电过程中的化学变化火力发电过程中的化学变化燃烧燃烧氧化还原反应氧化还原反应火力发电火力发电将化学能经一系列能量转化为电能将化学能经一系列能量转化为电能过程过程关键关键本质本质 【思考与交流】【思考与交流】火火力力发发电电有有什什么么缺缺点点1.煤炭是不可再生资源，会造成能源危机煤炭是不可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的经多次转换，能量损耗大，燃料的 利用率低利用率低 化学能化学能 电能电能直接？直接？装置装置实验现象实验现象实

4、验结论实验结论铜片上铜片上_铜与稀硫酸铜与稀硫酸_锌片上锌片上_锌与稀硫酸锌与稀硫酸_无气泡无气泡不反应不反应有气泡有气泡反应反应实验探究一实验探究一.原电池的工作原理原电池的工作原理ZnCu把锌片和铜片平行插到稀硫酸中把锌片和铜片平行插到稀硫酸中,观察现象。观察现象。现象：锌片上有气泡现象：锌片上有气泡,铜片上铜片上没有气泡没有气泡1、反应中，哪种物质失电子？哪、反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？你能写出离子方程种物质得电子？你能写出离子方程式吗？式吗？【实验一】发表你对问发表你对问题题2 2的想法的想法2、如果用导线把、如果用导线把锌锌片与片与铜片铜片连接连接起来，会发生什么现象？起

5、来，会发生什么现象？稀硫酸稀硫酸(1)铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生(2)锌片不断溶解锌片不断溶解(3)电流表指针有偏转电流表指针有偏转ZnCu【实验二】【实验二】将铜片和锌片用导线相连，在导线中间将铜片和锌片用导线相连，在导线中间接一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的接一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象烧杯中，观察现象 实验结论实验结论 导线中有电流通过导线中有电流通过稀硫酸稀硫酸ZnCu1 1、铜片上有气泡，产生的是什么气体？、铜片上有气泡，产生的是什么气体？【实验二】2 2、铜片上产生了气体，、铜片上产生了气体，铜片铜片是否是否参加反参加反应应？起什么作用？起什么作用？H H

6、+得到的电子是从哪得到的电子是从哪里来？里来？3 3、Zn失电子可电子却到了铜片上，电失电子可电子却到了铜片上，电子是从溶液中传递的还是通过导线传递子是从溶液中传递的还是通过导线传递的？的？稀硫酸稀硫酸ZnCue-e-H+H+1、判断电子流向、判断电子流向2、判断电流方向、判断电流方向3、确定正负极、确定正负极4、判断两个电极的反应类型、判断两个电极的反应类型5、两个电极发生的反应方程式、两个电极发生的反应方程式_+Zn2+实验原理分析：实验原理分析：电极反应式：电极反应式：Zn片（负极）片（负极）Zn 2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）Cu片（正极）片（正极）2H+2e-=H2 （还原

7、反应）（还原反应）电极反应总式：电极反应总式：讨论：讨论：1、此装置将化学能转化为什么能量呢、此装置将化学能转化为什么能量呢?2、什么类型的反应可以实现这种能量形式的、什么类型的反应可以实现这种能量形式的 改变？改变？化学能化学能氧氧化化还还原原反反应应电能电能二、原电池二、原电池1、定义：把化学能直接转变为电能的装置。、定义：把化学能直接转变为电能的装置。2.原电池的化学反应本质是原电池的化学反应本质是:_.你如何判定原电池装置的正、负极？你如何判定原电池装置的正、负极？提示：提示：可从电子流向、发生反应类型、电极材料等可从电子流向、发生反应类型、电极材料等方面考虑。方面考虑。氧化还原反应氧

8、化还原反应氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失e e_ _,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 3 3、原电池工作原理：、原电池工作原理：正极正极:负极负极:得电子得电子,发生还原反应发生还原反应,失电子失电子,发生氧化反应发生氧化反应,较不活泼的金属较不活泼的金属(或非金属或非金属)较活泼的金属较活泼的金属2.原电池的电极原电池的电极:小结：原电池正负极的判断方法小结：原电池正负极的判断方法:【典题通关典题通关】【典例典例1】(2017淄博高一检测淄博高一检测)如

9、图所示电流计的指针如图所示电流计的指针发生偏转发生偏转,同时同时A极的质量减小极的质量减小,B极上有气泡产生极上有气泡产生,C为为电解质溶液电解质溶液,下列说法错误的是下列说法错误的是()A.B极为原电池的正极极为原电池的正极B.A、B、C分别为分别为Zn、Cu和稀盐酸和稀盐酸C.C中阳离子向中阳离子向A极移动极移动D.A极发生氧化反应极发生氧化反应【解题指南解题指南】解答本题需注意以下解答本题需注意以下3 3点点:(1)(1)负极金属失去电子溶解负极金属失去电子溶解,质量减小。质量减小。(2)(2)离子移动方向离子移动方向:阳正阴负。阳正阴负。(3)(3)反应类型反应类型:负极氧化负极氧化,

10、正极还原。正极还原。【解析解析】选选C。原电池中。原电池中,负极金属失去电子负极金属失去电子,发生氧化反应溶发生氧化反应溶解解,质量减小质量减小,故故A极为负极极为负极,B极为正极极为正极,A、D项正确项正确;A、B、C分别为分别为Zn、Cu和稀盐酸时和稀盐酸时,可以构成原电池可以构成原电池,且现象符合题且现象符合题意意,B项正确项正确;电解质溶液中阳离子移向正极电解质溶液中阳离子移向正极,C项错误。项错误。【学以致用学以致用1】1.(2017岳阳高一检测岳阳高一检测)把把A、B、C、D四块金属浸泡在稀硫酸中四块金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若用导线两两相连可以组成各种

11、原电池。若A、B相连时相连时,A为负为负极极;C、D相连时相连时,D上有气泡逸出上有气泡逸出;A、C相连时相连时,A极质量减轻极质量减轻;B、D相连时相连时,B为正极。则四种金属的活泼性顺序由强到弱排列为为正极。则四种金属的活泼性顺序由强到弱排列为 ()A.ACDBB.ACBDC.BDCAD.ABCD【解析解析】选选A。A、B相连时相连时,A为负极为负极,则说明则说明A与与B相相比较比较,A更加活泼更加活泼;C、D相连相连,D上有气泡逸出上有气泡逸出,则则C为原电为原电池的负极池的负极,C比比D活泼活泼;A、C相连时相连时,A极质量减轻极质量减轻,A参与参与了电极反应了电极反应,被消耗被消耗,

12、应是活泼金属应是活泼金属;B、D相连相连,B为正极为正极,则则D是活泼金属是活泼金属,作原电池的负极。故四种金属的活泼作原电池的负极。故四种金属的活泼性顺序由强到弱为性顺序由强到弱为ACDB。ZnC稀硫酸稀硫酸ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnZn稀硫酸稀硫酸形成条件一：有活泼性不同的两种金属或金属与非形成条件一：有活泼性不同的两种金属或金属与非金属金属负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnCuCuSO4溶液溶液酒精溶液酒精溶液ZnCu形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中Z

13、nCu稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸ZnCu稀硫酸稀硫酸形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路ZnCu稀硫酸稀硫酸CuC稀硫酸稀硫酸形成条件四：必须是自发进行的氧化还原反应形成条件四：必须是自发进行的氧化还原反应选项选项正极正极负极负极电解质溶液电解质溶液A ACuCuZnZnHClHClB BZnZnCuCuCuSOCuSO4 4C CCuCuZnZnCuSOCuSO4 4D DCuCuZnZnZnClZnCl2 2【典题通关典题通关】【典例典例2】某原电池的离子方程式是某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu,该原电池正确的组成是（该原电池正确的组成是（）【解题指南解

14、题指南】解答本题需注意以下解答本题需注意以下3 3点点:(1)(1)原电池的负极发生氧化反应原电池的负极发生氧化反应,元素化合价升高。元素化合价升高。(2)(2)原电池的正极材料不参与反应原电池的正极材料不参与反应,活泼性比负极差。活泼性比负极差。(3)(3)一般电解质溶液中的阳离子在正极发生还原反应。一般电解质溶液中的阳离子在正极发生还原反应。【解析解析】选选C C。将。将Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu拆开两个半反应拆开两个半反应:氧化反应氧化反应(负极反应负极反应):Zn-2e):Zn-2e-=Zn n2+2+。还原反应还原反应(正极反应正极反应):Cu):Cu

15、2+2+2e+2e-=Cu=Cu。则电池的负极是则电池的负极是Zn,Zn,正极是比锌不活泼的金属或导电的正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属非金属,电解质溶液中应含电解质溶液中应含CuCu2+2+。2.理论上讲理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个设计一个化学电池化学电池(正极材料用碳棒正极材料用碳棒),回答下列问题回答下列问题:(1)该电池的负极材料是该电池的负极材料是_,发生发生_反应反应(填填“氧化氧化”或或“还原还原”),电解质溶液是电解质溶液是_。(2)正极上出现的

16、现象是正极上出现的现象是_。(3)若导线上转移电子若导线上转移电子1 mol,则生成银则生成银_g。【学以致用学以致用2】【解析解析】(1)(1)根据电池的总反应根据电池的总反应,可知负极一般是失电子的物质可知负极一般是失电子的物质,所以负极材料应该是铜所以负极材料应该是铜,发生氧化反应发生氧化反应,电解质溶液是一种可溶电解质溶液是一种可溶性的银盐溶液性的银盐溶液,所以是所以是AgNOAgNO3 3溶液。溶液。(2)(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质,所以正极上所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。的现象是碳棒上出现银白色物质。(3)(3)

17、当导线上转移当导线上转移1 mol1 mol电子的时候电子的时候,正极上会析出正极上会析出1 mol 1 mol 银单质银单质,所以正极上生成的银的质量是所以正极上生成的银的质量是108 g108 g。答案答案:(1)Cu(1)Cu氧化氧化AgNOAgNO3 3溶液溶液 (2)(2)碳棒上出现银白色物质碳棒上出现银白色物质(3)108(3)108实践活动：自制水果电池实践活动：自制水果电池定义定义小结小结原原电池电池定义：把化学能转变为电能的定义：把化学能转变为电能的装置装置.电极反应式：电极反应式：Zn片（负极）片（负极）Zn 2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）Cu片（正极）片（正极）

18、2H+2e-=H2 （还原反应）（还原反应）电极反应总式：电极反应总式：原电池的组成：原电池的组成：正极、负极、电解质溶液。正极、负极、电解质溶液。原电池的构成条件：原电池的构成条件：两种活泼性不同的金属或金属与两种活泼性不同的金属或金属与非金属构成电极。非金属构成电极。电极插进电极插进电解质溶液。电解质溶液。形成闭合回路。形成闭合回路。自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应1 1.原电池反应的实质是原电池反应的实质是 （）A A复分解反应复分解反应 B.B.离子反应离子反应 C.C.分解反应分解反应 D.D.氧化还原反应氧化还原反应D D2.X2.X、Y Y、Z Z都是金属都是金属,把

19、把X X浸入浸入Z Z的硝酸盐溶液中，的硝酸盐溶液中，X X的表面有的表面有Z Z析出，析出，X X和和Y Y组成原电池时，组成原电池时，Y Y为电池为电池的负极。的负极。X X、Y Y、Z Z三种金属的活动性顺序为（三种金属的活动性顺序为（）A.XA.XY YZ B.XZ B.XZ ZY Y C.YC.YX XZ D.YZ D.YZ ZX XC C3.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间时间,以下叙述正确的是以下叙述正确的是()A.两个装置都构成了原电池两个装置都构成了原电池B.甲装置构成了原电池甲装置构成了原电池,乙装置没有构成原电池乙装置没有构成原电池C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D.产生气泡的速率甲比乙慢产生气泡的速率甲比乙慢B【高考直通车】4.(2016上海高考)图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示()A.铜棒的质量B.c(Zn2+)C.c(H+)D.c(SO42-)C课下作业课下作业请利用家庭中的物品自制简易原电池请利用家庭中的物品自制简易原电池