化学反应与电能课件高一下学期化学人教版(2).pptx

化学反应与电能

人教版化学必修2第六章第一节第2课时

2025-3-23

化学能与电能人教版化学必修2第二章第2节(第一课时)2023

1

生活处处离不开电

生活处处离不开电

2

2023年我国电力生产量构成图

能量之间是如何转换的？

主要火力发电，煤为主要原料

[播放视频]“火力发电”。

解读“火力发电”

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。火力发电过程中能量的转化如下:

直接？

弊端:①煤炭是不可再生能源，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

燃烧

氧化还原反应

将化学能经一系列能量转化为电能

关键

本质

引起

火力发电过程的深层分析

燃烧氧化还原反应将化学能经一系列能量转化为电能关键本质体系能

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本质

氧化剂与还原剂之

间发生电子的转移

旧键断裂和新键形成、

体系能量变化

实验装置

实验现象

铜片：没有变化

锌片：逐渐溶解，

有气泡产生

铜片：有气泡产生

锌片：逐渐溶解

电流表：

指针发生偏转

锌与酸反应产生H2，而铜不反应

锌失电子，经导线流向铜片，H＋在铜片上得电子被还原生成H2

导线中有电流通过，过程中产生了电能

实验结论

实验探究1：如何将化学能转化为电能？

①概念：将化学能转化为电能的装置。

②本质：发生氧化还原反应。

③电极负极：电子流出的一极，发生氧化反应；

正极：电子流入的一极，发生还原反应。

1.原电池——化学能直接转化为电能

(1)原电池

−+

e−

一、原电池构成条件及工作原理

原电池的能量转换效率理论上最高能达到90%；化学反应设计成原电池后反应速率明显加快

实验探究2：构成原电池需要的条件

微型实验改进

玻璃片

滤纸片

电极夹

电极材料

铜棒

牙签

锌棒

实验探究2：构成原电池需要的条件微型实验改进玻璃片滤纸片电极

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稀硫酸溶液

实验装置

电流

①

②

③

④

实验装置

电流

⑤

⑥

⑦

电极材料需要满足哪些条件？

A

A

A

A

稀硫酸溶液实验装置电流①②③④电流⑤⑥⑦电极材料需要满足哪些

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实验探究结果：构成原电池的电极条件

电极为活泼性不同的导体

活泼性不同的金属

金属与非金属导体

⑦

能自发地发生氧化还原反应

实验探究结果：构成原电池的电极条件电极为活泼性不同的导体活泼

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两电极必须插在电解质溶液中

A

构成原电池的液体条件

ZnCu酒精两电极必须插在电解质溶液中A实验探究结果：构成

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这两套装置为何没有电流产生？

没有构成闭合回路！

ZnCuH2SO4ZnH2SO4ACuH2SO4这两套装置

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1.原电池——化学能直接转化为电能

(2)原电池的构成条件

必须存在自发的氧化还原反应

两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)

两极之间填充电解质溶液(或熔融电解质)

必须形成闭合回路

一、原电池构成条件及工作原理

（3）原电池原理：

交流

讨论

①导线上（外电路）电子的移动方向？

溶液中（内电路）离子的移动方向？

②你知道锌片和铜片上面发生哪些反应吗？

化学能转化为电能3、原电池原理：交流①导线上（外电路）电子的

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一、原电池构成条件及工作原理

还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应

Zn2+

氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应

电子从锌极流出

流入铜极.

经外电路

H+

SO42-

电流方向

负极Zn-2e-=Zn2+还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反

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【课堂检测1】1.以下哪些装置可以形成原电池？

+

+

+

1、以下哪些装置可以形成原电池？+++随堂练习

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【课堂检测1】2.写出电极反应式以及总反应，并判断正负极

负极(铜)：Cu-2e-=Cu2+

正极(银)：Ag++e-=Ag

Cu+2Ag+=Cu2++2Ag

正极(铁)：2H＋＋2e－=H2↑

负极(锌)：Zn－2e－=Zn2+

Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑

2、写出电极反应式以及总反应，并判断正负极负极(铜)

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(4)电极名称的判断方法

一、原电池构成条件及工作原理

1.加快氧化还原反应的进行

用Zn和稀硫酸反应制H2时，为了使反应加快，常加少量CuSO4溶液，或用含杂质的粗锌，为什么？

思考1

锌和置换出的铜(或粗锌中的杂质)、稀硫酸构成原电池，可加快反应速率。

✪原电池中氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动