人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量变化图文课件ppt

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第一节 化学反应与能量变化二、化学反应与电能 原电池 我们日常使用的电能主要来自火力发电。火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。火力发电中能量是如何转化的呢？（看书P36页）燃烧发电机 化学能热能机械能电能蒸汽【化石燃料】缺 点：①煤炭是非可再生资源，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，燃料的利用率低电子定向移动氧化还原反应写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析 【思考1】电流是怎样产生的？【思考2】哪类反应中有可能实现将化学能直接转化为电能？探究把化学能直接转变为电能的装置Zn+2H+=Zn2++H2 ↑2e-化学能电能？ 在氧化剂与还原剂之间架设桥梁，使电子发生定向移动，形成电流产生电流 [思考与交流]氧化还原反应电子无规则移动怎么使氧化还原反应释放的能量不经过热能，直接转化为电能？还原剂：失电子；氧化剂：得电子使其转移的电子发生定向移动，即可形成电流，产生电能。 氧化反应和还原反应分开在不同区域进行导线【实验6-3】(1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。(2) 用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。(3)如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。一.将化学能直接转化为电能的装置——原电池锌片逐渐溶解并有气泡产生,铜片上无气泡。锌是活泼金属能与稀硫酸反应产生氢气；铜不能与稀硫酸反应。锌片逐渐溶解无气泡,铜片上有气泡。产生H2(还原反应)的位置发生了改变锌片不断的溶解，无气泡，铜片不溶解，但铜片上产生大量气泡；电流计的指针发生了偏转。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注：纯的锌片上不会产生气泡像实验Ⅲ这种装置就叫原电池实验Ⅰ和实验Ⅲ中能量转化形式有什么不同的？e- Zn失去电子发生氧化反应，电子通过导线流入Cu，溶液中的H+在Cu上得到电子发生还原反应1、原电池的概念及本质把化学能转化为电能的一种装置（1）概念 （2）本质原电池的反应本质是氧化还原反应 将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分到两极上进行，从而使其电子转移通过定向移动形成电流。(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)2、原电池工作原理:CuZnZn2+H+H+电极反应式：Zn－2e－=Zn2+电极反应式：2H++2e－=H2↑ 氧化反应还原反应负极正极阳离子阴离子SO42-锌电极溶解铜电极上产生气泡原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑外电路内电路外电路内电路电子不下水离子不上岸2、原电池工作原理原电池失电子氧化反应得电子还原反应原电池的工作原理 外电路：“负极出电子，电子回正极”注意：两极反应（负氧正还） 三个移动方向（电子方向，电流方向，离子迁移方向）(1)电子的移动方向:负极流出，经导线流向正极。(2)离子的移动方向:阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。注意：两极反应（负氧正还） 三个移动方向（电子方向，电流方向，离子迁移方向）小常识： 早在1799年意大利的物理学家伏打捕捉到这一现象并加以研究，发明了世界上第一个电池——伏打电池，即原电池。 伏打发现在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙的时候，无意间发现青蛙腿部肌肉抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激．如果只用一种金属器械去触动青蛙，就无此种反应 将一个能自发进行的氧化还原反应设计成一个原电池，构成这个原电池的必要条件有哪些？问题探究√√√√要有两个活性不同的电极要有电解质溶液必须形成闭合回路（2）两个活性不同的电极（3）电解质溶液（或熔融电解质）（4）形成闭合回路（1）有能自发进行的氧化还原反应（一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应）（即，外电路用导线连接或直接接触）NaOH + HCl == NaCl + H2O一般：负极材料：较活泼金属正极材料:较不活泼金属(或能导电的非金属如：石墨等)(自身失电子，被损耗)只起传导电子作用实质上，通常负极金属材料能和电解质溶液发生氧化还原反应两极一液成回路3、原电池的构成条件4、原电池正负极的判断① 根据电极材料判断-+-+负极: 较活泼的金属正极: 较不活泼的金属或非金属导体②根据电极反应判断负失氧 正得还失电子的反应→氧化反应→负极得电子的反应→还原反应→正极③根据电子或电流流动方向判断（外电路或导线）电子：负极→正极电流：正极→负极④根据离子的定向移动方向（内电路或溶液）阳离子→正极阴离子→负极⑤根据电极现象判断（一般的）电极不断溶解有气泡冒出、有固体析出负极正极原电池的电极判断方法还原氧化流入流出流出流入生成气体等较弱较强金属溶解等阴阳ABCD√下列哪些装置能构成原电池？√F√√AgNO3溶液AgFeC酒精J√（+）装置是否为原电池的判断方法①加快化学反应速率例如：实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢， 可加入少量CuSO4以加快反应速率Zn+ CuSO4 =Cu + ZnSO4 锌、铜在稀硫酸溶液中形成原电池，加快锌与酸的反应速率5、原电池的应用②比较金属活动性顺序【例】a、b、c三种金属，a与c构成原电池时，c作负极；b与c构成原电池时， b作负极，判断a、b、c三种金属的金属性强弱为（ ）A、a>b>c B、b>c>a C、a>c>b D、c>b>aB一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装有一定数量的锌块，请解释原因原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。如何避免轮船船身被腐蚀，延长其寿命？③用于金属防护利用原电池原理，将金属作为正极保护起来④制化学电源心脏起搏器心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的1、课本P37 探究 简易电池的设计与制作发光二极管与小灯泡的区别：发光二极管有正、负极原电池的设计水果电池中，水果的作用是什么？苹果（橙子和西红柿等）中含有丰富的果酸和无机盐。果酸在发电过程中担当了电解质的作用。超级柠檬电池原电池的设计该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应:正极反应: 2Fe3++2e-==2Fe2+负极反应: Cu-2e-==Cu2+ 负极材料：Cu电解质溶液：FeCl3正极材料：比Cu更不活泼的金属或石墨等1．下列装置中，能构成原电池的是（ ） A.只有甲　　 B．只有乙 C.只有丙 D．除乙均可以甲　　　 乙　　　 丙　　　丁C2、对于原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（ ）A．电子流入的一极为正极 B．发生还原反应的一极为负极C．电子流出的一极为负极 D．发生氧化反应的一极为负极B3.如图所示电流表的指针发生偏转，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（　　）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C4、某原电池2Fe3++Fe=3Fe2+不能实现该反应的原电池是( ) A．正极Cu，负极Fe，电解质溶液FeCl3 B．正极C，负极Fe，电解质溶液Fe(NO3)3C．正极Pt，负极Fe，电解质溶液Fe2(SO4)3 D．正极Ag，负极Fe，电解质溶液CuSO4D