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1、第 六 章 化 学 反 应 与 能 量第一节 化学反应与能量变化第二课时第二课时 化学反应与与化学反应与与电电能能二、化学反应与电能1.火力发电燃煤发电的能量转化过程化学能（燃料）燃烧热能蒸汽轮机机械能发电机电能(1)使用的化石燃料属于不可再生资源;化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境;能量经过多次转化，能量利用率低。思考：火力发电有什么缺点？实验实验6-36-3(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。CuZn稀H2SO4锌片溶解，表面有气泡，铜片表面没有气泡锌片溶解，表面有气泡，铜片表面没有气泡Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=Zn
2、SO4 4+H+H2 2铜与稀硫酸不反应铜与稀硫酸不反应结论：结论：(2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。CuZn稀H2SO4锌片溶解，铜片表面出现锌片溶解，铜片表面出现气泡。气泡。结论：结论：产生产生H H2 2(还原反应还原反应)的位置发生了改变的位置发生了改变(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。CuZn稀H2SO4锌片溶解，铜片表面出现锌片溶解，铜片表面出现气泡。气泡。电流计指针偏转电流计指针偏转结论：结论：有电流产生，装置中有电流产生，装置中化学能转变为电能。化学能转变为电能。指针指针偏转偏转，电路，电路中有电流通过
3、，说明发生了电子定向移动。中有电流通过，说明发生了电子定向移动。Zn 比比Cu活泼，用导线连在一起时，活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子（片失去的电子（Zn2e=Zn2+）变成）变成Zn2+进入溶液，电子经导线流向进入溶液，电子经导线流向Cu片，片，溶液中的溶液中的H由于电由于电场作用下移向场作用下移向Cu片得电子被还原成片得电子被还原成H2（2H+2e=H2）2 2、原电池、原电池（1 1）定义）定义：能把：能把化学能转变为电能化学能转变为电能的装置的装置，叫做叫做原电池。原电池。（2 2）电极）电极正负极正负极电子流电子流进入（进入（或电流流出）的一或电流流出）的一极，如铜片，极，如
4、铜片，H H+在正在正极被还原，发生还原反应。极被还原，发生还原反应。电子流出（或电流流进）的一电子流出（或电流流进）的一极，极，如锌片，被氧化，发生氧化反应。如锌片，被氧化，发生氧化反应。负极：负极：正极：正极：（3 3）电极反应）电极反应电极材料电极材料原电池正负极原电池正负极电极反应式电极反应式发生的反应发生的反应Zn片片Cu片片总离子反应总离子反应负极负极正极正极Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2氧化反应氧化反应还原反应还原反应Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2（两个电极反应之和）（两个电极反应之和）负极负极正极正极(以铜
5、以铜-锌锌-稀硫酸原电池为例稀硫酸原电池为例)（4 4）工作原理）工作原理e-e-e-_外电路：外电路：内电路（内电路（电解质溶液中电解质溶液中）：）：电子从负极电子从负极正极正极 电流从正极电流从正极负极负极 阳离子阳离子正极正极阴离子阴离子负极负极反应本质反应本质:自发进行的自发进行的氧化还原氧化还原反应反应。这样整个电路构成了闭合回路这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子，带电粒子的定向移动产生电流的定向移动产生电流电子不下水，离子不上岸电子不下水，离子不上岸（5 5）原电池形成条件）原电池形成条件-电极材料电极材料实验装置实验装置能否构成原电池能否构成原电池结论结论能能不能1 1、有两种
6、活泼性不同的金属电极（或一种是非、有两种活泼性不同的金属电极（或一种是非金属导体，如石墨）金属导体，如石墨）2 2、较活泼的金属作负极；较不活泼的金属、石、较活泼的金属作负极；较不活泼的金属、石墨等作正极墨等作正极（5 5）原电池形成条件）原电池形成条件-电解质溶液电解质溶液实验装置实验装置能否构成原电池能否构成原电池结论能能不能1 1、电极材料均浸入的是、电极材料均浸入的是电解质溶液电解质溶液（5 5）原电池形成条件）原电池形成条件-氧化还原反应氧化还原反应实验装置实验装置能否构成原电池能否构成原电池结论结论能不能1 1、自发、自发进行的氧化还原反应进行的氧化还原反应2 2、反应实质：原电池
7、的负极和电解质溶液、反应实质：原电池的负极和电解质溶液发生氧化还原反应发生氧化还原反应（5 5）原电池形成条件）原电池形成条件-闭合回路闭合回路实验装置实验装置能否构成原电池能否构成原电池结论结论能不能整个整个装置应构成装置应构成闭合电路闭合电路小结：原电池形成条件小结：原电池形成条件 两种活泼性不同的两种活泼性不同的金属作电极金属作电极（或其中一种为能导电的非金属，如或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒碳棒”）其中）其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正正极一般不参与电极反应，只起导电作用极一般不参与电极反应，只起导电作用）
8、；）；电解质溶液电解质溶液酒精、蔗糖、四氯化碳不是电解质酒精、蔗糖、四氯化碳不是电解质 形成闭合回路形成闭合回路 能自发地发生能自发地发生氧化还原反应氧化还原反应如：如：Al/NaOH/Mg 原电池原电池 ：是是Al作负极作负极 Cu/HNOCu/HNO3 3（浓）（浓）/Fe Fe 原电池原电池 ：是是CuCu作负极作负极两极一液一回路一反应两极一液一回路一反应ABCDE下列哪些装置能构成原电池下列哪些装置能构成原电池？F 稀硫酸稀硫酸ZnFe稀硫酸稀硫酸AgCuA稀硫酸稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液溶液G同步导练 P53A同步导练 P54C补充：补充：电极反应的书写方法：电极反应的书写方
9、法：负极：还原剂负极：还原剂 氧化产物氧化产物正极：氧化剂正极：氧化剂 还原产物还原产物正极材料一般不参与反应，起传导电子的作用起传导电子的作用 CuSO4(aq)ZnCu负极():.正极():.总反应式:.ZnCuZn2e-=Zn2+Cu2+2e-=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu练习：请练习：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：CuSOCuSO4 4 +Fe=Cu+Fe=Cu+FeSOFeSO4 4 设计设计成一个成一个原电池。原电池。()()()1 1、电解液、电解液：2 2、电极材料：、电极材料：正极正极:负极负极:3 3、电极反应式、电极反应
10、式 ：负极负极:正极正极:C C棒棒或者比或者比FeFe不活泼的不活泼的金属金属,如：如：CuCu Fe 2e-=Fe 2+Cu2+2e-=Cu 现象：？CuSOCuSO4 4铁棒铁棒电极材料反应类型电子流向电极现象离子移向负极正极e-较活泼金属较活泼金属 氧化反应氧化反应 电子流出电子流出不断溶解不断溶解质量减小质量减小阴离子移向阴离子移向较不活泼金属或较不活泼金属或能导电的非金属能导电的非金属 还原反应还原反应 电子流入电子流入电极增重或电极增重或有气体产生有气体产生阳离子移向阳离子移向【归纳小结归纳小结归纳小结归纳小结】判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法同步导练 P55A同
11、步导练 P55该反应为氧化还原反应，可以设计成原电池锌铜硫酸铜溶液Zn2e-=Zn2+（6 6）原电池原理的应用原电池原理的应用制作化学电源制作化学电源加快反应速率加快反应速率 例如，实验室制例如，实验室制H H2 2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量加入少量CuSOCuSO4 4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀 钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与FeFe组成原电池，发生原电池反应而组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀使钢铁遭到腐蚀CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极阳离子阳离子阴离子阴离子SO42-发生溶解发生溶解产生气泡产生气泡原电池总反应：原电池总反应：Zn+2H+=Zn2+H2电子流向：负极电子流向：负极 沿导线沿导线 正极正极电流方向：正极电流方向：正极 沿导线沿导线 负极负极外外电电路路内内电电路路阴离子阴离子 负极负极阳离子阳离子 正极正极外电路外电路内电路内电路eI