人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量变化课堂教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册化学反应与能量变化课堂教学课件ppt，共48页。PPT课件主要包含了氧化还原，无明显现象，有气泡产生，指针发生偏转，化学能，二氧化锰，电解质溶液，氧化还原反应，逆向进行等内容，欢迎下载使用。
(一)火力发电——化学能间接转化为电能(1)我国目前的电能主要来自_____发电，其次来自水力发电。(2)能量转换过程。(3)化学能转化为电能的关键：燃烧(__________反应)。
[微拓展]火力发电的弊端 ①化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费。②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。
(二)原电池——化学能直接转化为电能1.实验探究
2.工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)(1)分析下图并填空。总反应式：Zn+2H+==Zn2++H2↑。(2)原电池：将_______转化为______的装置。
[微规律]原电池的构成条件 ①电极：一般要有两个活动性不同的电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。②溶液：两电极均插入电解质溶液中。③导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。
(三)化学电源1.一次电池(1)特点：电池放电之后_____充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。(2)锌锰干电池的构造如图所示。①锌筒为_____，电极反应是Zn-2e-==Zn2+。②石墨棒为_____，最终被还原的物质是__________。③NH4Cl糊作___________。
2.二次电池(充电电池)(1)特点：二次电池在放电时所进行的_____________，在充电时可以_________，使电池恢复到放电前的状态。(2)能量转化：化学能 电能。(3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。3.燃料电池(1)特点：①反应物储存在电池外部；②能量转换效率高、清洁、安全；③供电量易于调节。(2)燃料电池常用的燃料有______、______、乙醇等，常用的氧化剂有_____。
1.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)煤的燃烧通过多个过程最终转化为电能，效率会很高。( )(2)火力发电是化学能直接转化为电能的过程。( )(3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针会发生偏转。( )(4)在铜-锌-稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。( )(5)在铜-锌-稀硫酸原电池中H+向正极移动。( )(6)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。( )(7)HCl+NaOH==NaCl+H2O是放热反应，可以设计成原电池。( )
2.选择适宜的材料和试剂，请利用反应Fe+2Fe3+==3Fe2+设计一个原电池。(1)用双线桥分析上述离子反应，标出电子转移的方向和数目： __________________________。其中氧化反应的半反应可表示为Fe-2e-==Fe2+，则还原反应的半反应为__________________________。
(2)若设计成原电池：①负极材料是_______，选择依据是______________________________。 ②正极材料可选用________，选择依据是_________________________。 ③___________溶液作电解质溶液。 (3)写出电极反应式。正极：_______，负极：_______。 (4)该原电池中电子从_______极流出，电解质溶液中的阳离子(Fe3+)移向_______极。 
答案：(1) 　 Fe3++e-==Fe2+(2)①铁　固体铁单质能导电，可被电解质溶液中的Fe3+氧化为Fe2+②铜(或石墨)　铜(或石墨)的还原性比铁弱，且为能导电的固体③FeCl3[或Fe2(SO4)3](3)Fe3++e-==Fe2+　Fe-2e-==Fe2+(4)铁(或负)　铜(或石墨，或正)
新知探究(一)　原电池的工作原理及装置分析[活动·探究]1.如下图所示，某节目中野外生存达人用一个柠檬、一排铜片和一排锌片制作了水果电池用于野外照明。
(1)该电池的电池反应是什么?提示：该电池利用了金属锌与酸的反应，离子方程式为Zn+2H+==Zn2++H2↑。(2)若用铁片代替锌片，LED灯能不能亮? 若用铁片代替铜片呢?若用银片代替锌片呢?提示：若用铁片代替锌片，由于铁能与酸反应，LED灯仍然能亮；若用铁片代替铜片，由于锌比铁活泼，仍然发生反应Zn+2H+==Zn2++H2↑，LED灯仍然能亮；若用银片代替锌片，银和铜都不能与酸反应，无电流产生，LED灯不亮。(3)由上面分析可知构成原电池的条件有哪些?提示：①两个活泼性不同的金属电极或金属与能导电的非金属；②电解质溶液；③闭合回路；④自发进行的氧化还原反应。
2.某小组为研究原电池原理，设计了如图装置。(1)无论a和b连接与否，铁片上是否都会有氢气产生?若将硫酸铜溶液换为稀硫酸呢?提示：a和b不连接时，铁和Cu2+发生置换反应而析出铜，没有氢气生成。若将硫酸铜溶液换为稀硫酸，当a和b不连接时，铁片上有氢气产生；当a和b相连时，铁片上无氢气产生，铜片上有氢气产生。
(2)a和b用导线连接时，电子的流向是什么?铜片上发生的反应是什么?若将硫酸铜溶液换为硫酸呢?提示：a和b用导线连接时构成原电池，铁是负极，电子由b流向a，铜片上发生反应Cu2++2e-==Cu。若将硫酸铜溶液换为硫酸，铁仍是负极，电子由b流向a，铜片上发生反应2H++2e-==H2↑。
(3)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什么?提示：阴离子移向负极，阳离子移向正极。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。
[归纳·点拨]1.原电池的工作原理思维模型
(1)电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。电流的流动方向与之相反。(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]　①电子只能在导线中定向移动，离子只能在电解质溶液或熔融电解质中定向移动。(简记为电子不下水，离子不上岸)②负极区失电子带正电，所以带负电的阴离子移向负极，电子流向正极后正极带负电，所以溶液中带正电的阳离子移向正极。(简记为负负、正正)
2.原电池正负极的判断方法
[应用·体验]1.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是(　　)A.电子由铜通过导线流向锌B.该装置是将电能转化为化学能的装置C.锌电极发生氧化反应D.电流由锌通过导线流向铜
解析：A项，铜作正极，锌作负极，因此电子由锌流向铜，故错误；B项，该装置将化学能转化为电能，故错误；C项，锌作负极失去电子，发生氧化反应，故正确；D项，电子与电流的方向相反，因此电流由铜极流向锌极，故错误。答案：C　
2.如图所示，电流计指针发生偏转，同时M极质量减小，N极上有气泡产生，Q为电解质溶液，下列说法错误的是 (　　)A.N极为原电池的正极B.M、N、Q可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C.Q中阳离子向M极移动D.M极发生氧化反应
解析：原电池中，负极金属失去电子不断溶解，质量减小，故M极是负极，N极是正极，A项正确；根据构成情况可判断M、N、Q可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，B项正确；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。答案：C　
3.下列各装置能构成原电池的是 (　　)解析：A项中两电极相同，错误；蔗糖溶液不是电解质溶液，C项错误；两烧杯中溶液是分开的，没有形成闭合回路，D项错误。答案：B　
[归纳提升]解答有关原电池问题的思维流程
新知探究(二)　原电池的应用[活动·探究]1.把a、b、c、d 4种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连，a为负极；c、d相连，d上有气泡逸出；a、c相连，a质量减小；b、d相连，b为正极。4种金属的活动性顺序由大到小排列为______________。 提示：根据负极相对比正极活泼，可以排序为a、c、d、b。
2.实验室制氢气，用粗锌(含有铜、铁等杂质)好还是用纯锌好?为什么?提示：用粗锌好。因为纯锌反应速率不是很快，且纯度越高成本越高，另外粗锌可形成原电池反应，加快反应速率。3.电工操作手册上规定，铜线和铝线不能拧在一起，为什么?提示：二者在潮湿的空气中容易形成原电池，造成铝线的腐蚀。
[归纳·点拨]1.原电池原理的应用(1)比较金属活动性
(2)改变化学反应速率
(3)设计原电池如把Fe+2Fe3+==3Fe2+设计成原电池，可用铁作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。(4)保护金属设备如船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如锌)，则构成以锌、铁为电极的原电池，锌被消耗而铁得到保护。
2.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-ne-==氧化产物还原反应：氧化剂+ne-==还原产物正极反应式+负极反应式=电池总反应式(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。
[应用·体验]1.下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　)A.2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑B.2H2+O2 2H2OC.Mg3N2+6H2O==3Mg(OH)2+2NH3↑D.CH4+2O2 CO2+2H2O
解析：只有自发的氧化还原反应才能用于设计原电池。A、B、D三项属于氧化还原反应，均可以设计为原电池，C项不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。答案：C　
2.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下表所示。
由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (　　)A.a>b>c>d　　　　　　B.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c解析：装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和装置四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。答案：C　
(一)知识体系自主构建
(二)浸润素养典题精练1.某原电池的总反应是Zn+Cu2+==Zn2++Cu，该原电池的正确组成是(　　)
解析：根据总反应知，负极为Zn，正极为比Zn不活泼的金属或非金属，电解质溶液含Cu2+，故B项正确。答案：B　
2.下列化学反应中，可以用来设计原电池的是 (　　)A.CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑B.Zn+CuSO4==Cu+ZnSO4C.C+CO2 2COD.2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4解析：B项可以设计成原电池，C项是吸热反应，不可以设计成原电池，A、D两项不是氧化还原反应，所以不能用来设计原电池。答案：B　
3.某原电池的总反应为Zn+2H+==Zn2++H2↑，下列说法错误的是 (　　)A.Zn极为负极B.H+移向负极C.可选用石墨作正极D.可选用稀硫酸作电解质溶液
解析：原电池的总反应为Zn+2H+==Zn2++H2↑，则Zn作负极，A正确；阳离子移向正极，阴离子移向负极，H+是阳离子，B错误；石墨或者比锌更不活泼的金属作正极，C正确；原电池的总反应为Zn+2H+==Zn2++H2↑，则可以选择稀硫酸作电解质溶液，D正确。答案：B　
4.“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2H2O==2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法中，错误的是 (　　)A.镁片作为正极B.食盐水作为电解质溶液C.电池工作时镁片逐渐被消耗D.电池工作时实现了化学能向电能的转化答案：A
5.下图是一种航天器能量储存系统的原理示意图。下列说法中正确的是 (　　)A.该系统中只存在3种形式的能量转化B.装置Y中在负极发生反应的物质是O2 C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化答案：C
6.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe+2O2==Fe3O4)的装置如下图所示，下列说法正确的是 (　　)A.Fe极为电池正极B.KOH溶液为电池的电解质溶液C.电子由多孔碳极沿导线移向Fe极D.5.6 g Fe参与反应，导线中转移1.204×1023个电子
解析：该电池中铁失电子为电池负极，A项错误；KOH溶液为电池的电解质溶液，B项正确；电子由Fe极沿导线移向多孔碳极，C项错误；根据电池反应3Fe+2O2==Fe3O4可知，3 ml铁参与反应时转移8 ml电子，故5.6 g Fe参与反应，导线中转移约1.605×1023个电子，D项错误。答案：B　
7. 如图为一种简单的原电池装置示意图。请回答：(1)锌是该电池的_______ (填“正”或“负”)极。 (2)装置中锌的作用是_______ ，稀硫酸的作用是_______ 。(填字母) A.电极材料　　　　　　　　B.电极反应物C.电子导体D.离子导体(3)从化学的角度分析，该装置能产生电流的原因是________________。
答案：(1)负　(2)AB　 D　(3)溶液中发生了氧化还原反应，离子在稀硫酸中移动，电子通过导线流向铜片，所以产生了电流
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测（九）” (单击进入电子文档)