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(共44张PPT)
专题6 化学反应与能量变化
第三单元 化学能与电能的转化
学生平板电脑以强大的人机互动模式、多媒体
化的学习方式，兼具便携性与实用性于一身，无可
争议地终结了传统教育电子产品时代，教育电子产
品进入以平板电脑为硬件载体的第五代发展时期。
这些电子产品都配有电池，可以不需要外接电源。一块电池用完时可以换另外一块电池，电量用完的电池可以再次充电，反复利用。
你知道这种电池的工作原理吗？
1.了解常见的化学能与电能的转化方式。
2.理解原电池原理及其形成条件。
3.了解几种常见原电池的结构。
4.会书写简单的电极反应式。
1.能从宏观和微观相结合的视角分析原电池的组成和工作原理。（宏观辨识与微观探析）
2.能从原电池的问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验进行实验探究。（科学探究与创新意识）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
火力发电厂能量转化：
化学能→热能→机械能→电能
一、化学能转化为电能
若用火力发电，那么每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨，二氧化硫200万吨，一氧化碳1万吨，氮氧化合物37万吨，工业废渣约1200万吨。
【资料】
燃烧反应是否是氧化还原反应？
氧化还原反应的本质又是什么？
【提示】燃烧反应是氧化还原反应，氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子的转移，引起化学键的重新结合，伴随体系能量的变化。
能否将化学能直接转化为电能？
【想一想】
宏观辨识与微观探析
各种各样的电池就是化学能与电能转化的最好体现。
步骤 讨论与交流
1.将锌片插入稀硫酸 锌片和铜片上现象有何差别
2.将铜片插入稀硫酸
3.锌片和铜片接触插入稀硫酸
(不接电流表) 铜片上有何现象 推测原因。
4.锌片和铜片用导线连接(中间接电流表)插入稀硫酸 电流表指针有何变化 说明了什么
表6-5 原电池原理探究
原电池
铜片
锌片
电流表
现 象
表面有气泡产生
逐渐溶解
指针偏转
1.铜片上生成了什么气体？
2.该气体是如何产生的？
3.电子从何而来？
想一想:
提示：电流是由于电子的定向移动而产生的
1. 原电池定义: 将化学能转变为电能的装置叫作原电池。
负极：流出电子的一极；
正极：流入电子的一极。
负极
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
负极
正极
阳离子
阴离子
正极
SO42-
A
e-
2. 原电池的工作原理：
氧化反应
Zn-2e- = Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
失e-,沿导线传递，产生电流
还原反应
阴离子
阳离子
负极
正极
2H++2e- = H2↑
原电池
外电路
电子：负极→正极
电流：正极→负极
必发生
失电子
的
氧化反应
必发生
得电子
的
还原反应
【交流与思考】根据原电池的构造特点，总结出原电池外电路中电子流动方向、电流流动方向、内电路离子流动方向。
内电路
阴离子→负极
阳离子→正极
总反应：
2H++2e-====H2↑
Zn－2e-====Zn2+
Zn+2H+====Zn2++H2↑
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
正极：
负极：
（氧化反应）
（还原反应）
探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
（不可以）
形成条件一：
活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属、石墨等
第一组实验：
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
第二组实验：
探究形成原电池的条件
形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
第三组实验：
探究形成原电池的条件
（可以）
3 原电池的构成条件
(1)两个电极（活泼性不同）
正极：不活泼金属或非金属材料 负极：比较活泼的金属材料 (2)电解质溶液 (3)必须形成闭合回路
(4)自发的氧化还原反应
【及时巩固】在如下图所示的8个装置中，属于原电池的有______。
④⑥⑦
原电池正负极的判断方法
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
发生氧化反应
反应类型
流入电子的一极
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
增重或有气泡放出的一极
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
B
【及时巩固】
4 电极反应式的书写
列物质
标得失
负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
看环境
配守恒
电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、电子守恒等并加以配平。
两式加
验总式
两电极反应式相加，与总反应式对照验证。
小结：化学电池的反应本质是氧化还原反应
化学能
电能
化学电池
氧化还原反应
钢铁的电化学原理示意图腐蚀
暖贴的内部结构示意图腐蚀
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
负极：
正极：
电池总反应式：
特点：a：一次性电池，不可逆。
b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命。
二、化学电源
1.干电池
石墨棒
MnO2糊
NH4Cl糊
锌筒
Zn -2e-+ 2NH3=Zn(NH3)22+
MnO2+NH4++e- =MnO(OH) +NH3
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)
2 银锌电池(纽扣电池)
Zn为______,Ag2O为______
电解液:
电极反应式:
负极:
正极:
总反应式:
优点：比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2
Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－
负极
正极
Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2
KOH溶液
电极：Pb为负极；PbO2为正极。
电解液:30%的H2SO4溶液。
H2SO4
Pb(铅)
PbO2
3.充电电池（二次电池）
铅蓄电池
还有镍氢电池，锂离子电池
放电时——原电池
①负极反应：____________________________；
②正极反应：____________________________；
③总反应:
Pb + SO42- -2e-＝PbSO4
Pb + PbO2 + 2H2SO4＝2PbSO4 + 2H2O
充电时——电解池
①阴极反应：______________________________；
②阳极反应：______________________________；
③总反应:

PbSO4 +2e-＝Pb + SO42-
2PbSO4 + 2H2O＝ Pb + PbO2 + 2H2SO4
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)
PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O
PbSO4+2H2O-2e- ＝ PbO2+4H++SO42-
由于铅蓄电池在使用时产生热量，水会因挥发而损失，因此有经验的司机会定期请专业人员向铅蓄电池内加入蒸馏水，以补充在使用过程中损失的水分，延长其使用寿命。
生活小常识
电池里含有汞、铅、镉等多种重金属元素，随意丢弃废旧电池，对环境会造成严重的污染。资料显示，在地表面，一节废电池被腐蚀后，能使1平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。
【资料卡片】
3.燃料电池
它是一种清洁、安全高效、发电装置，能量转化率可达到80%以上。它的电极材料一般为惰性电极，如铂电极、石墨电极等。
电极反应：
负极：H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O
正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
总反应：2H2 + O2 = 2H2O
【趣味实验】不需要电池的音乐卡
实验目的：使已取出电池的音乐卡发出响声
实验器材：连有导线的铁片、铜片，西红柿，已取出电池的音乐卡
或用其他水果蔬菜，小灯泡，耳机等。
电解池：是将电能转化为化学能的装置
化学能→电能
原电池
能量转化
构成
“两极一液回路”
原理
氧化还原反应
应用
化学电源
干电池（一次电池）
充电电池（二次电池）
燃料电池
1.如下图所示，a在金属活动性顺序中排在氢之前，b为碳棒，下列说法中不正确的是（ ）
A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应
B．碳棒上有气体逸出
C．导线上有电流，电子移动方向从a→b
D．反应后a极质量减小
A
2.下列有关电池的说法中不正确的是（ ）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
B
3.如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是(　　)
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
【解析】原电池中,负极金属失去电子,溶解,质量减小,故A极是负极,B极是正极,根据构成情况判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,A、B两项正确;原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,D项正确。
C
不能说凡是合理的都是美的，但凡是美的确实都是合理的。

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