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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
电灯
智能手机
充电公交汽车
家用电器
生活供电
生活中人们已离不开电，那人们使用的电来自于哪里
火力发电
核电站
水力发电
风力发电
太阳能发电
我们日常使用的电能主要来自火力发电。
2015年我国发电总量构成图
1.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
3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
煤炭发电存在的问题？
优点：煤炭我国资源丰富，廉价方便；快捷方便。
火力发电过程中的能量变化
电能
机械能
化学能
热能
燃料燃烧
蒸汽轮机
发电机
火力发电的化学深层本质分析
燃烧
氧化还原反应
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
火力发电
将化学能经一系列能量转化为电能
产生电流
过程
关键
本质
本质
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
本质
直接？
任务一 探析原电池工作原理
实 验 现 象
铜片插入稀硫酸
锌片插入稀硫酸
锌片和铜片上 端连接在一起 插入稀硫酸 铜片
锌片
电流表
实验1：将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。(注意两块金属片不要相接触)
实验2：将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
铜片上无气泡
锌片上有气泡
铜片上有气泡
锌片逐渐溶解无气泡
电流表的指针偏转
实验3：用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察现象并解释原因。
任务一 探析原电池工作原理
【实验一】
铜锌未连接时：
现象：
反应离子方程式
Zn＋2H＋ = Zn2＋＋H2↑
0
+1
0
+2
失 2e-
得 2×e-
解释：
锌片表面有气泡，铜片无明显变化
锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应
【实验二】
铜锌用导线连接时，
现象：
解释：
铜表面出现大量气泡
锌失去电子，经导线流向铜片，H+在铜片上得到电子还原成H2。
化学能 热能
任务一 探析原电池工作原理
【实验三】
现象：
解释：
铜片（锌片）上有气泡，电流表指针发生偏转
导线中有电流产生，说明物质在发生化学反应的同时产生了电流，即化学能转化为电能
问题：你能分析两极发生的电极反应吗？
负极：Zn － 2e- = Zn2+（氧化反应）
正极：2H+ + 2e- = H2 ↑（还原反应）
电池总反应：Zn + 2H+ =Zn2+ + H2↑
化学能 电能
任务二 原电池及工作原理
定义：将化学能转化成电能的装置
本质：自发的氧化还原反应
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
2H++2e－=H2↑
氧化反应
还原反应
负极
正极
阳离子
阴离子
发生溶解
产生气泡
原电池总反应：Zn+2H+===Zn2++H2↑
e－
I
电子不下水，离子不上岸
工作原理：
外电路
负极 沿导线 正极
正极 沿导线 负极
电子流向：
电流方向：
内电路
阳离子 正极
阴离子 负极
任务二 原电池及工作原理
判断下面装置是否构成原电池，并说明原因
√
√
×，两极相同
×，无自发氧化还原反应
×，无电解质溶液
×，未形成闭合回路
×，未形成闭合回路
√
√
任务二 原电池及工作原理
①两极：一般为两种活泼性不同的金属（或一种金属与非金属导体，石墨）
②一液：电解质溶液，或熔融电解质（酒精、蔗糖、CCl4不是电解质）
③一线：用导线相连（或直接接触）
④一反应：自发的氧化还原反应
原电池构成要素：
负极氧化反应、正极还原反应
电极反应：
电子导体：
外电路，实现电子定向转移
离子导体：
内电路，实现离子定向迁移
闭合回路
任务二 原电池及工作原理
原电池正负极判断方法：
电极材料
反应类型
电子流向
电极现象
离子移向
负极
正极
较活泼金属
较不活泼金属或
能导电的非金属
氧化反应
还原反应
电子流出
电子流入
e-
不断溶解
质量减小
电极增重或
有气体产生
阴离子移向
阳离子移向
课堂练习
(1) HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。
(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。
(3)在铜 锌 稀硫酸原电池中，电子由锌极通过导线流向铜极，再由铜极
通过电解质溶液到达锌极。
(4)原电池中的两极一定都是金属。
(5)原电池中阳离子向正极移动。
×
×
×
×
√
判断下列说法是否正确
课堂练习
根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题：
(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为_____极，
铜为_____极，溶液中的Cu2＋移向____ 极。
(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为_____极；
铜为____极，溶液中的NO3-移向___极。
(3)若X为Fe，Y为浓硝酸，则Cu为____极，铜电极可能观察到的现象是_______________________________________。
负
正
负
铜电极逐渐溶解，溶液变蓝
正
正
负
负

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