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1、 第第6章章 化学反应化学反应与能量与能量 第一节第一节 化学反应化学反应与能量变化与能量变化第第2课时课时 化学反化学反应与与电能能导入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:导入播放视频“火力发电”。导入我国以火力发电为主,其优缺点有哪些?优点:我国煤炭资源丰富;电能清洁安全、快捷方便。缺点:煤炭是不可再生能源,会造成能源危机;煤炭燃烧会产生大量温室
2、气体及污染性气体,可能导致酸雨和温室效应;能量经多次转换,损耗大,燃料的利用率低。导入那么能否把化学能直接转化为电能呢?一、原电池的工作原理演示实验CuZn原电池实验1.实验步骤:(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)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、原电池的工作原理演示实验CuZn原电池实验2.实验现象:(1)当锌片与铜片插入稀硫酸时,锌片表面气泡产生,铜片表面无气泡产生。(2)用导线将锌片和铜片相连后,锌片逐渐溶解,铜片上有气泡产生。(3)串联电流表后,电流表指针发生偏转(说明导
3、线中有电流通过)。一、原电池的工作原理演示实验CuZn原电池实验3.实验分析:(1)当插入稀硫酸的锌片和铜片用导线连接时,由于Zn比 Cu活泼,与稀硫酸作用容易失去电子,被氧化成Zn2+而进入溶液。(2)电子由Zn片通过导线流向Cu片,溶液中的 H+从Cu片上获得电子,被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从Cu片上放出。锌片:Zn2e Zn2+(氧化反应)铜片:2H+2e H2(还原反应)一、原电池的工作原理演示实验CuZn原电池实验4.实验结论:导线连接锌片和铜片后,气泡在铜片上产生,导线中有电流通过,整个过程中化学能转化为电能。一、原电池的工作原理原电池:(1)原电池的概念:将化学能转化为电
4、能的装置。(2)原电池的本质:发生氧化还原反应。(3)原电池的原理:原电池使氧化反应、还原反应分别在两个不同区域进行,使氧化还原反应中转移的电子通过导体发生定向移动,形成电流,实现化学能向电能的转化。一、原电池的工作原理原电池:(4)原电池的电极反应: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。(5)原电池中电子、离子流向:电极和导线中的导电微粒是电子,电子从负极流出,经导线流向正极。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。二、原电池的构成条件问题思考1.图1装置中的铜起什么作用?能否用其他物质代替?2.图2装置中将锌片换成铜,能形成原电池吗?3.图2装置中用酒精代替稀
5、硫酸能形成原电池吗?1.铜作导体。能用石墨、较不活泼的金属等物质代替铜。2.不能,无自发进行的氧化还原反应。3.不能,酒精是非电解质,不导电。二、原电池的构成条件原电池的构成条件:二、原电池的构成条件小试牛刀 1.正误判断。(1)火力发电过程中,机械能转化为电能是整个能量转化的关键。()(2)原电池的电极材料必须是金属。()(3)原电池工作时,正极与负极转移电子数相同。()(4)在锌铜原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液流回锌。()(5)原电池中,阳离子向正极移动。()二、原电池的构成条件2.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题:(1)若X为Zn,Y为硫酸铜溶液,则X为
6、(填电极名称)_,判断依据是_;铜电极的名称是_,溶液中的 Cu2+移向_(填“Cu”或“X”)电极。负极锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)正极Cu二、原电池的构成条件2.根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题:(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,则X为_(填电极名称),判断依据是_;铜电极的名称是_,溶液中的 Ag+移向 _(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为_。正极铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)负极XAg+e Ag二、原电池的构成条件【归纳总结】原电池正、负极的判断方法:三、原电池工作原理的应用原电池的应用:1.加快氧化还原反应的进行。在原电池中,氧化反应
7、和还原反应分别在两极进行,溶液中粒子运动相互间的干扰减小,使反应加快。2.比较金属的活动性。一般地,若两种金属 A、B与电解质溶液构成原电池,若金属 A作负极,则金属活动性:AB。3.设计原电池。一般氧化还原反应中的还原剂作负极,氧化剂作电解质溶液,比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。三、原电池工作原理的应用小试牛刀 1.正误判断。(1)原电池中,负极材料的活动性一定强于正极材料的活动性。()(2)只要是自发、放热的化学反应就可以设计为原电池。()(3)原电池的负极上一定发生氧化反应,故负极本身质量一定减轻。()(4)向Zn和稀 H2SO4反应的溶液中滴加几滴CuSO4溶液,产生
8、气泡的速率加快,是因为构成了原电池。()(5)原电池中正极材料必须与电解质溶液中的某种离子反应。()三、原电池工作原理的应用2.现有如下两个反应:A:H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O B:Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2(1)上述两反应中,_(填序号)反应能设计成原电池,其原因是_。B反应A为非氧化还原反应,没有电子转移;反应B为氧化还原反应,有电子转移三、原电池工作原理的应用2.现有如下两个反应:A:H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O B:Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2(2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。写出电极反应式及反应类型:负
9、极:_,_。正极:_,_。Cu2e Cu2+氧化反应2Fe3+2e 2Fe2+还原反应三、原电池工作原理的应用2.现有如下两个反应:A:H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O B:Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2(2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。画出装置图并标明电极材料、电解质溶液和电子流向。若导线上通过 2 mol 电子,则负极质量减轻_g。64总结课堂练习1.某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是()A.锌片作正极 B.铜片上有气泡产生 C.将电能转化为化学能 D.电子由铜片经导线流向锌片B课堂练习2.如图所示原电池装置中,
10、溶液为稀硫酸,电子流向如图所示。下列说法正确的是()A.电子流动方向为:X电极导线Y 电极溶 液X电极 B.X 电极上发生氧化反应,Y 电极上发生还原 反应 C.若两电极分别为Zn和石墨棒,则 X为石墨棒,Y为Zn D.氢气产生在X电极上,SO42 移向 Y电极B课堂练习3.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请在方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+正极反应式:_ 负极反应式:_ 2Fe3+2e 2Fe2+Cu2e Cu2+谢谢！