资源简介

(共55张PPT)
第六章 化学反应与能量
第 一 节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
学习目标
核心素养
1.通过实验探究，认识化学能 可以转化为电能，从氧化还原反 应的角度初步认识原电池的工作 原理。
宏观辨识与微观探析：
能从宏观(能量变化)和微观(电子转移)相结 合的视角分析原电池的组成和工作原理
科学探究与创新意识：
2.通过对原电池的学习，体会 提高燃料的燃烧效率、开发高能
能根据教材中原电池原理的实验探究方案 完成实验操作，观察物质及其变化的现象
清洁燃料和研制新型电池的重要 性。 3.通过原电池的学习，能举出 化学能转化为电能的实例，能辨 识简单原电池的构成要素，并能 分析简单原电池的工作原理。
客观地进行记录，对实验现象作出解释。 科学态度与社会责任：
通过对原电池的学习，体会提高燃料的燃 烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电 池的重要性。主动关心与资源开发等有关 的社会热点问题。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
目 录 CONTENTS
新课情景呈现
课前素能奠基
课堂素能探究
名师博客呈现
课堂达标验收
夯基提能作业
新课情景呈现
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
从前在伦敦上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时因蛀牙补
过一颗不锈钢的假牙。不料后来，她又因为车祸掉了一颗牙，为了显示 她的富有，她装了一颗黄金假牙。自此以后，她就经常出现头痛、失 眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是，众多的医学专家为她检查后，都找 不到病因，这位夫人整日感到精神萎靡，找遍各大医院会诊也不见效 果。格林太太的病因到底是什么呢
原来这种病态与车祸有关： “车祸—假牙—病症”。两颗假牙为活
泼性不同的金属，与唾液中的电解质接触，会产生电流从而刺激神经使 格林太太头痛。那么,为何会产生电流呢 让我们走进教材学习化学反
应与电能
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
课前素能奠基
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
新知预习
一、化学能转化为电能
1. 化学能间接转化为电能
(1)过程：
化学能燃料燃烧)热能蒸汽轮机机械能：发电机电 能
(2)关键——燃烧(氧化还原反应)。
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
实验装置 实 验 现 象
实验结论
Zn Cu 一 稀硫酸 锌 片 上 有 气 泡 ， 铜 片 上 无气泡
锌 与 稀 硫 酸及 应 , 铜 与
稀 硫 酸不 反 应
2. 化学能直接转化为电能——原电池
(1)实验探究：
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
实验装置 实验现象
实验结论
Zn Cu 稀硫酸 锌片上无气泡，铜片上有 气泡
产生H (还原反应)的位置
发生了改变
Zn Cu 稀硫酸 锌片上无气泡，铜片上有 气泡，电流表指针偏转
该装置将 化学能转化
为 电 能
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
转移的电子
通过导体
发生定向移动，
形成电流
区域1
装置
区域2
化学能转
化为电能
(2)原理分析：
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
氧化反应
还原反应
》》》第六章
返回导航
e~
电极 材料 电极 名称 电子转移 电极反应式
反应类型
锌 负极 失电子 Zn-2e-===Zn +
氧化反应
铜 正极 得电子 2H++2e-===H,1
还原反应
电池反应的离子方程式 Zn+2H+===Zn ++H,
(3)原电池：
①定义： 把 化学能转化为电能 的装置叫原电池。
②工作原理(以铜一锌一稀硫酸原电池为例)
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
》》》第六章
返回导航
构造示意图
e
石墨棒
MnO,糊
NH,Cl糊
锌筒
e
二、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部分
1. 一次电池——锌锰干电池
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
》》》第六章
工作 原理 负极 锌筒
锌被氧化，逐渐消耗
电解质 氯化铵糊 正极 石墨棒
二氧化锰 被还原
特点 放电后不能_充电 便于携带，价格低
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
》》》第六章
放电时： 化学能 _转化为_ 电能
充电时： 电 能转化为 化学能
放电时发生的氧化还原反应，在充电时逆向
进行，使电池恢复放电前的状态
常见 类型
二次电池
(充电电池)
特点
铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等
》》》第六章 化学反应与能量
2. 二次电池
化学(必修·第二册)
返回导航
3. 发展中的燃料电池
一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和
——氧化剂(如氧气)的化学能直接转化
能量转化率可以达到80%以上
反应物不是储存在电池内部，而
(是从外部提供，供电量易于调节
特点
为电能的电化学反应装置
燃料电池
清洁、安全、高效等
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
1. 能源可分为一次能源和二次能源。据此判断，下列叙述正确的
是 ( D )
A. 天然气是二次能源 B. 石油是二次能源
C. 电能是一次能源 D. 水力是一次能源
解析： 自然界中存在的能源为一次能源，如煤、石油、天然气、水
力等，电能是二次能源， D 项正确。
预习自测
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
2. 原电池产生电流的本质原因是
( )
A. 原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B. 有两根导线将两个活泼性不同的电极连接
C. 电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D. 电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
解析：电子的定向移动形成电流，氧化还原反应中有电子的转移，
D项正确。
返回导航
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
A. 只有甲 B. 只有乙
C. 只有丙 D. 除乙均可以
返回导航
3. 下列装置中，能构成原电池的是 C
》》》第六章 化学反应与能量
AgNO 溶液
乙
AgNO 溶液
丙
化学(必修·第二册)
酒精 丁
Zn Ag
解析：构成原电池的条件是： ①活泼性不同的两电极，②两电极
插入电解质溶液，③用导线连接形成闭合回路，④能发生自发的氧化 还原反应，只有丙符合，选C。
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
C. 是化学能转变为电能的装置
D. 导线中有电流通过，电流方向是由M到N
解析：据题意知，此装置为原电池， M 端为负极， N 端为正极，有
H 生成，是化学能转化为电能的装置，电流由N到M, 选D。
返回导航
墨棒。关于此装置的下列叙述中，不正确的是
( )
A.N 上有气体放出
B.M 为负极， N为正极
4. 如图所示的装置中， M 为活动性顺序位于氢之前的金属， N 为石
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
A.A>B>C>D B.A>B>D>C
C.D>A>B>C D.D>C>A>B
解析： A 、B 组成原电池时，电子流动方向A→B, 金属性A>B;A 、
D组成原电池时，A 为正极，金属活动性D>A;B、C 构成原电池时，据 电极反应，金属活动性B>C, 综上述得金属活动性D>A>B>C, 选C。
返回导航
5. 有A 、B 、C 、D 四种金属，当A 、B组成原电池时，电子流动方
向A→B; 当A、D 组成原电池时， A 为正极； B 与C 构成原电池时，电极
反应式为C ++2e-==C,B-2e-==B +,
到弱的顺序为
金属性由强
( C )
》》》第六章 化学反应与能量
则A、B、C、D
化学(必修·第二册)
C. 比较不活泼的金属为负极
D. 电流的方向由正极到负极
解析： 在原电池中比较活泼的金属为负极，发生氧化反应，A 正
确，C错误；原电池中电流的方向由正极到负极，电子的方向由负极到 正 极 ，B 、D正确。
返回导航
6. 对于原电池的电极名称叙述有错误的是
( )
A. 发生氧化反应的为负极
B. 正极为电子流入的一极
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
C
课堂素能探究
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
1. 原电池内部阴、阳离子如何移动 移动的原因是什么
提示：阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为负极失电
子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所 以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电 子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移
向正极。
返回导航
知识点
原电池的工作原理
问题探究
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
2. 两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同通入电解质溶液
中就能构成原电池吗
提示：不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的金属②电解
质溶液③形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行的氧化还原反应，
如图由于Cu、Ag 都不能与稀硫酸反应，故不能构成原电池。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
1. 原电池的构成条件—— “两极—液一线一反应”
(1)两极——两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)。
(2)一液——电解质溶液。
(3)一线——形成闭合回路。
(4)一反应 能自发进行的氧化还原反应。
知识归纳总结
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
2. 原电池工作原理：
(1)装置示意图：
G- e~
电极名称：负极
电极反应类型： 还原反应
电解质溶液
电极反应类型： 氧化反应
》》》第六章 化学反应与能量
电极名称：正极
化学(必修·第二册)
返回导航
知识要点
实例
电极 构成 负极：还原性相对较强的金属 正极：还原性相对较弱的金属 或导电非金属
锌板——负极
铜板——正极
电极 反应 负极：失去电子，氧化反应 正极：得到电子，还原反应
负极：Zn-2e-==Zn +
正极：2H++2e - =H
(2)工作原理(以铜、锌、稀硫酸原电池为例)
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
返回导航
》》》第六章
知识要点
实例
电子流向、 电流方向 外电路：电子由负极流向 正极，电流方向相反； 内电路：阴离子移向负 极，阳离子移向正极，电 流由负极流向正极
外电路：电子由锌板经导线流
向铜板
内电路：SO 移向锌板(负
极);Zn +移向铜板(正极)
电极反应式 与总反应式 的关系 两个电极反应式相加，即 得总反应式
负极：Zn-2e~=Zn +
正极：2H++2e~==H
总反应式：Zn+2H+===Zn +
+H
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
》》》第六章
返回导航
负极 电极名称 正极
活泼性较强的金属 电极材料
活泼性较弱的金属
流出电子的一极 电子流向
流入电子的一极
发生氧化反应 反应类型
发生还原反应
阴离子移向的一极 离子流向
阳离子移向的一极
溶解的一极 实验现象
增重或有气泡放出
3. 原电池正负极的判断方法：
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
点拨：(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以
为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反 应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中
不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼性的强弱也要考虑电
解质溶液性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg; 但 是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al, 正极为Mg。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
验后，记录如下，其中描述合理的是
( )
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极。
②H+ 向负极移动。
③电子流动方向：从Zn 经外电路流向Cu。
如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实
典例剖析
典 例 1
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
④Cu极上有H 产生。
⑤Zn 极上发生氧化反应。
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-==Zn +
A.①②③ B.③④⑤
C.④⑤⑥ D.②③④
【延伸探究】(1)该电池中电流的方向，是从 铜 电极(填材料名
称，下同)经外电路流向. 锌 电极。
(2)该电池中，每有1 mol 电子流过导线，负极减少 32.5 g, 正
极产生 0.5 mol H 。
返回导航
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
解析：在该原电池中， Zn 比Cu 活泼，故Zn 作负极，发生氧化反
应； Cu 作正极，电子由Zn 流出经导线流向Cu, 负极反应为Zn—2e
Zn +, 正极反应为2H++2e-==H,↑, 在溶液中H+向正极移动，
SO 向负极移动。
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
》》》第六章
返回导航
【延伸探究】(1)电流的方向和电子移动的方向相反。
(2)根据负极电极反应Zn-2e~==Zn + , 故每转移1 mol电子时， Zn
溶解0.5 mol, 质量为32.5 g。 正极反应为2H+ +2e~=H ↑, 故每转移1
mol电子时，产生H 0.5 mol。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
Ⅱ 变式训练
1. 如图所示电流计的指针发生偏转，同时A 极的质量减小， B 极上
有气泡产生， C 为电解质溶液，下列说法错误的是 C
( )
A.B 极为原电池的正极
B.A 、B 、C 分别为Zn 、Cu和稀盐酸
C.C 中阳离子向A极移动
D.A 极发生氧化反应
返回导航
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
解析： 由题意知，A 为原电池负极，发生氧化反应， B 为正极，溶液
中阳离子向正极移动，C项错误。
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
1. 在原电池中，负极材料的金属性一定大于正极材料吗
一般原电池中负极材料的金属性大于正极材料，在特殊情况下也有
特例，如Al-Mg-NaOH 原电池中， Al在强碱性溶液中比Mg更易失电 子，Al作负极， Mg 作正极。
知识点
原电池原理的应用
》》》第六章 化学反应与能量
问题探究
化学(必修·第二册)
返回导航
该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反
应(负极反应): Cu-2e-==Cu + 。 还原反应(正极反 应):2Ag++2e-==2Ag 。故Cu 作负极，活泼性比Cu差 的材料作正极，如Ag 、C等 ，AgNO 溶液作电解质溶 液。如图。
2. 如何利用Cu+2AgNO =Cu(NO ) +2Ag 设计原电池
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
AgNO 溶液
返回导航
原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使
溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
实例 实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池可以加快反应速率。
酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
1. 加快化学反应速率
知识归纳总结
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
原理
》》》第六章
返回导航
2. 比较金属活泼性强弱：
两种金属分别作原电池的两极时， 一般作负极的金属比作正极的金
属活泼。
泼金属作正极，发生还原反应。
有两种金属A和B, 用导线连接后插入稀硫酸中，观察到
实 例一A 极溶解， B 极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属
活动性A>B。
原理 一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
3. 用于金属保护
将被保护的金属与比其活泼的金属连接。
原理—作原电池的正极的金属材料不参与反应
要保护一个铁制的输水管道，可用导线将其与一块锌块相 实例 连，使锌作原电池的负极。
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
》》》第六章
返回导航
4. 设计原电池
(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，
一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂为电解质溶液中的 阳离子(或在正极上被还原)。
(2)步骤：以Fe+CuSO =FeSO +Cu 为例。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
步骤 实例 将反应拆分 为电极反应 负极反应
Fe—2e-===Fe +
正极反应
Cu ++2e~==Cu
选择电极 材料 负极：较活泼金属， 一般为发生氧化反应 的金属
Fe
正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨
Cu或C
选择电解质 一般为与负极反应的电解质
CuSO 溶液
画出装置图 Cu 00000 Fe CuSO 溶液
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
典例剖析
典 例 2 理论上讲，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 “Cu+2Ag+==2Ag+Cu +” 设计一个化学电池(正极 材料用碳棒),回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是. Cu , 发 生氧 化 反应(填“氧化”
或“还原”),电解质溶液是 A g N O 溶 液 。
(2)正极上出现的现象是 碳棒上出现银白色物质
(3)若导线上转移电子1mol, 则生成银108 g。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
解析： (1)根据电池的总反应，可知负极一般是失电子的物质，所以
负极材料应该是铜，发生氧化反应，电解质溶液是一种可溶性的银盐溶 液，所以是AgNO 溶液。
(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质，所以正极上的现
象是碳棒上出现银白色物质。
(3)当导线上转移1 mol电子的时候，正极上会析出1 mol银单质，所
以正极上生成的银的质量是108 g。
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
Ⅱ 变式训练
2. 根据下列事实：①A+B +==A ++B;②D+2H O=D(OH)
+H ↑;③ 以B 、E 为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E ++
2e- ——E,B-2e-—-B + 。 由此可知A + 、B + 、D + 、E + 的氧化性
强弱关系是 ( D )
A.D +>A +>B +>E + B.A +>B +>D +>E +
C.D2+>E +>A2+>B2+ D.E +>B +>A +>D +
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
解析： A可置换B,D 能置换水中氢，金属活动性D>A>B, 由B 、E
组成的原电池反应知金属活动性B>E, 则金属活动性D>A>B>E, 金属活 动性强的对应阳离子氧化性弱，则氧化性E +>B +>A +>D +, 选D。
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
名师博客呈现
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
设计原电池的一般思路
(1)将已知氧化还原反应拆分成两个半反应
氧化反应：还原剂一ne-== 氧化产物
还原反应：氧化剂+ne-== 还原产物
正极反应式十负极反应式一→ 电池总反应式
化学反应与能量
化学(必修·第二册)
》》》第六章
返回导航
(2)根据总反应式并结合两个半反应，找出正、负极材料及电解质溶
液。
①电极材料的选择：选活泼性较强的金属作负极，活泼性较弱的金
属或能导电的惰性材料作正极。
②电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能与负极发生反应，可参
照总反应式选择电解质溶液。
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
》》》第六章
返回导航
( )
A. 铜片为负极，发生还原反应
B. 锌片上发生还原反应： Zn-2e-==Zn +
C. 该装置将电能转变为化学能
D. 电子由锌片沿导线流向铜极
〔即时训练〕
如图为锌、铜水果电池装置示意图，下列说法正确的是
》》》第六章 化学反应与能量
化学(必修·第二册)
返回导航
解析： 原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。
电子由负极经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动， 正极 得到电子，发生还原反应。锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极 ， A 错误；锌片是负极，发生氧化反应： Zn-2e~==Zn +,B 错误；该装 置是原电池，将化学能转变为电能， C错误；电子由负极锌片沿导线流 向正极铜极， D正确。
化学(必修·第二册)
化学反应与能量
》》》第六章
返回导航
演示完毕
谢谢欣赏

展开更多......

收起↑