2020版新教材高中化學第六章化學反應(yīng)與能量第一節(jié)第2課時化學反應(yīng)與電能課件新人教版必修第二冊

1、第2課時化學反應(yīng)與電能第2課時化學反應(yīng)與電能2020版新教材高中化學第六章化學反應(yīng)與能量第一節(jié)第2課時化學反應(yīng)與電能課件新人教版必修第二冊知識鋪墊新知預(yù)習自主測試1.氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子、元素化合價降低、發(fā)生 還原反應(yīng);還原劑失去電子、元素化合價升高、發(fā)生氧化反應(yīng)。 2.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學方程式,并用雙線橋法標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:3.生活中常見的化學電源有鋰電池、鉛酸蓄電池、干電池、 光伏電池等。4.隨意丟棄廢舊電池的主要危害是重金屬污染。知識鋪墊新知預(yù)習自主測試1.氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子、元知識鋪墊新知預(yù)習自主測試1.火力發(fā)電燃煤發(fā)電的

2、能量轉(zhuǎn)化過程(1)在電力中占較大比重的火電的能量轉(zhuǎn)化過程:(2)上述轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵是燃燒,燃燒一定是氧化還原反應(yīng)(本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移)?！疚⑺伎?】火力發(fā)電有何缺點?提示污染環(huán)境、能量利用率低。知識鋪墊新知預(yù)習自主測試1.火力發(fā)電燃煤發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過知識鋪墊新知預(yù)習自主測試2.原電池(1)定義:把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。(2)工作原理(以銅-鋅-稀硫酸原電池為例):原電池原理示意圖 知識鋪墊新知預(yù)習自主測試2.原電池原電池原理示意圖 知識鋪墊新知預(yù)習自主測試(3)電子的流向:電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流向正極。電解質(zhì)溶液中離子移動方向:陽離子向正極定向移動,陰離子向負極定向移動?？珊営洖?正正負負解釋:正

3、(指陽離子)正(指正極)、負(指陰離子)負(指負極)。(4)反應(yīng)本質(zhì):原電池反應(yīng)的本質(zhì)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。知識鋪墊新知預(yù)習自主測試(3)電子的流向:電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流知識鋪墊新知預(yù)習自主測試3.化學電源(1)干電池最早使用的化學電池是鋅錳干電池,它是一種一次電池,放完電后不能充電?！疚⑺伎?】原電池的電極材料都必須是金屬嗎?提示原電池的電極材料可以是兩種活潑性不同的金屬,也可以是一種金屬與一種可導(dǎo)電的惰性材料(如石墨);在燃料電池中,電極本身均不發(fā)生反應(yīng),故兩極均可用惰性材料。知識鋪墊新知預(yù)習自主測試3.化學電源知識鋪墊新知預(yù)習自主測試(2)充電電池充電電池又稱二次電池,它在放電時所進行

4、的氧化還原反應(yīng),在充電時可以逆向進行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。常見的二次電池:鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。應(yīng)用:手機、筆記本式計算機、照相機和攝像機等所用電池大多為鋰離子電池。知識鋪墊新知預(yù)習自主測試(2)充電電池知識鋪墊新知預(yù)習自主測試1.判斷正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)(1)水能、風能和化石能源均屬于一次能源。()(2)火力發(fā)電過程經(jīng)過了化學能轉(zhuǎn)化為熱能,熱能轉(zhuǎn)化為動能,動能轉(zhuǎn)化為電能的過程。()(3)原電池工作時電子從正極流出。()(4)原電池中的陰離子移向正極。()答案:(1)(2)(3)(4)知識鋪墊新知預(yù)習自主測試1.判斷正誤(正確的打“”,錯誤的知識鋪墊新知預(yù)習自

5、主測試2.下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是()A.只有甲B.只有乙C.只有丙D.除乙均可以答案:C解析:甲裝置不能構(gòu)成閉合回路,乙裝置兩極材料相同,丁裝置酒精是非電解質(zhì),只有丙裝置具備原電池的構(gòu)成條件。知識鋪墊新知預(yù)習自主測試2.下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是(任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測原電池的工作原理問題探究上面是某實驗小組設(shè)計的水果電池,生活中還有多種常見的電池,如干電池、鉛酸蓄電池、鋰離子電池等。你知道原電池是如何工作的?請按如下裝置進行探究吧!任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測原電池的工作原理任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈

6、絡(luò)隨堂檢測(1)裝置中,哪個發(fā)生的反應(yīng)更快?提示反應(yīng)更快。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(1)裝置中,哪個發(fā)生任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測知識拓展1.原電池構(gòu)成條件即:兩極-液-連環(huán),負極氧化,正極還原任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測知識拓展任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.原電池的工作原理 任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.原電池的工作原理 任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測3.原電池正、負極判斷的五個依據(jù) 任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測3.原電池正、負極判斷的五任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用典例1如圖是Zn和Cu形成的原電池,某實驗興趣小組做完實驗后,在

7、讀書卡片上記錄如下。在卡片上描述合理的是 ()實驗后的記錄:Zn為正極,Cu為負極H+向負極移動電子流動方向,由Zn經(jīng)外電路流向CuCu極上有H2產(chǎn)生若有1 mol電子流過導(dǎo)線,則產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為0.5 mol正極的電極反應(yīng)式為Zn-2e- = Zn2+A.B.C.D.任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用Zn為正極,Cu任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:B解析:在該原電池中,Zn比Cu活潑,故Zn作負極,Cu作正極,電子由Zn流出經(jīng)導(dǎo)線流向Cu,負極反應(yīng)為Zn-2e- = Zn2+,正極反應(yīng)為2H+2e- = H2,故每轉(zhuǎn)移1 mol電子時,產(chǎn)生H2 0.5 mol,在溶液中H

8、+向正極移動, 向負極移動,故錯誤,正確。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:B任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練1如圖所示,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時A極質(zhì)量減小,B極上有氣泡產(chǎn)生,C為電解質(zhì)溶液,下列說法錯誤的是()A.B極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)答案:C解析:原電池中,負極金屬失去電子,溶解,質(zhì)量減小,故A極是負極,B極是正極,根據(jù)構(gòu)成情況判斷A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸,A、B兩項正確;原電池中,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,C項錯誤;負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),D項正確。任務(wù)

9、一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練1如圖所示,電流計任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測原電池原理的應(yīng)用問題探究鋅與稀硫酸反應(yīng)所用原電池裝置如下圖所示,試根據(jù)該裝置討論如下問題:(1)根據(jù)該裝置可得Zn和Cu的活潑性誰強?提示Zn強。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測原電池原理的應(yīng)用任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)仿照上面的裝置設(shè)計裝置實現(xiàn)反應(yīng)Zn+CuSO4 = ZnSO4+Cu。 任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)仿照上面的裝置設(shè)計裝任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測知識拓展1.比較金屬的活動性強弱(1)依據(jù)原電池中,一般活動性強的金屬為負極,活動性弱的金屬為正極。(2)應(yīng)

10、用如有兩種金屬A和B,用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中,觀察到A極溶解,B極上有氣泡產(chǎn)生,由原電池原理可知,金屬活動性:AB。2.加快氧化還原反應(yīng)速率的方法如實驗室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制H2,常用粗鋅,它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸形成原電池,加快了鋅的腐蝕,使產(chǎn)生H2的速率加快;如加入CuSO4溶液,Zn置換出Cu,附著在鋅片上形成原電池也可以加快反應(yīng)速率。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測知識拓展任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測3.設(shè)計原電池(1)依據(jù)已知一個氧化還原反應(yīng),首先通過分析找出氧化劑、還原劑,一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化),氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)

11、在正極上被還原。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測3.設(shè)計原電池任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)實例以Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2為例:任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)實例任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用典例2某原電池總反應(yīng)離子方程式為2Fe3+Fe = 3Fe2+,不能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()A.正極為Cu,負極為Fe,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B.正極為C,負極為Fe,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C.正極為Ag,負極為Fe,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液D.正極為Ag,負極為Fe,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液答案:D解析:由2Fe3+Fe = 3F

12、e2+得出負極反應(yīng)式為Fe-2e- = Fe2+,正極反應(yīng)式為2Fe3+2e- = 2Fe2+,可知負極材料為鐵,正極材料為比鐵不活潑的導(dǎo)體,電解質(zhì)溶液中必須有Fe3+。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練2有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下:由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A.abcdB.bcdaC.dabcD.abdc任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練2有a、b、c、d任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:C解析:裝置一是原電池,a極質(zhì)量減小,說明a極金屬易失去電子形成離子,故a極金屬比b極金屬活潑

13、;裝置二沒有形成原電池,由現(xiàn)象可知b比c活潑,且c位于金屬活動性順序中氫的后面;裝置三和四均形成原電池,由現(xiàn)象易知d比c活潑,d比a活潑。因此四種金屬的活動性順序為dabc。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:C任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測原電池電極反應(yīng)式的書寫方法問題探究1.根據(jù)鉛酸蓄電池的正、負極材料和電解質(zhì),寫出各電極反應(yīng)式。2.寫出氫氧燃料電池在堿性介質(zhì)中的電極反應(yīng)式。3.如何根據(jù)原電池的總反應(yīng)判斷原電池的正、負極?正極反應(yīng)式、負極反應(yīng)式和總反應(yīng)式之間有什么關(guān)系?提示發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是原電池的負極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極是原電池的正極?？偡磻?yīng)式=負極反應(yīng)式+正極反應(yīng)式。任務(wù)一任

14、務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測原電池電極反應(yīng)式的書寫方法任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測知識拓展1.電極反應(yīng)式的書寫(1)原電池負極反應(yīng)式的書寫較活潑金屬作負極時,電極本身被氧化若生成的陽離子不與電解質(zhì)溶液反應(yīng),其產(chǎn)物可直接寫為金屬陽離子,如Zn-2e- = Zn2+,Cu-2e- = Cu2+。若生成的金屬陽離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng),其電極反應(yīng)為兩反應(yīng)合并后的反應(yīng)。如鉛酸蓄電池負極反應(yīng)為負極本身不反應(yīng)氫氧(酸性)燃料電池,負極反應(yīng)為H2-2e- = 2H+;氫氧(堿性)燃料電池,負極反應(yīng)為H2+2OH-2e- = 2H2O。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測知識拓展任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢

15、測(2)原電池正極反應(yīng)式的書寫書寫時總的原則是首先根據(jù)元素化合價變化或氧化性強弱判斷得電子的微粒,其次確定該微粒得電子后生成什么物質(zhì)。如氫氧(酸性)燃料電池,正極反應(yīng)為O2+4H+4e- = 2H2O氫氧(堿性)燃料電池,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e- = 4OH-。(3)書寫復(fù)雜電極反應(yīng)式的方法加減法寫出總反應(yīng),如Li+LiMn2O4 = Li2Mn2O4。寫出其中較為簡單的一個半反應(yīng)(正極或負極),如Li-e- = Li+(負極)。利用總反應(yīng)與上述一極的反應(yīng)相減,即得另一電極的反應(yīng)式,如LiMn2O4+Li+e- = Li2Mn2O4(正極)。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)原電

16、池正極反應(yīng)式的書任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.一般電極反應(yīng)式的書寫思路 任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.一般電極反應(yīng)式的書寫思任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用典例3燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,若電解質(zhì)溶液是強堿溶液,下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是 ()A.負極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e- = 4OH-B.負極反應(yīng)式:CH4+8OH-8e- = CO2+6H2OC.隨著放電的進行,溶液的氫氧根濃度不變D.放電時溶液中的陰離子向負極移動答案:D任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測素能應(yīng)用任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈

17、絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練3鋰電池是一代新型高能電池,它以能量密度大而受到普遍重視,目前已成功研制多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2 = LiMnO2,下列說法正確的是()A.Li是正極,電極反應(yīng)為Li-e- = Li+B.Li是負極,電極反應(yīng)為Li-e- = Li+C.MnO2是負極,電極反應(yīng)為MnO2+e- =D.Li是負極,電極反應(yīng)為Li-2e- = Li2+答案:B解析:根據(jù)原電池中,負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),再結(jié)合總反應(yīng)可知,Li失去電子生成Li+被氧化,為負極;MnO2得到電子被還原,為正極。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練3鋰電池是一代新型任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)

18、三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測1.下列敘述正確的是()A.原電池的負極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)B.原電池中較活潑的金屬作正極C.原電池中的電極一定要由兩種不同的金屬組成D.原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負極答案:D解析:原電池的兩極可以是兩種活動性不同的金屬,也可以是金屬與非金屬(例如石墨),原電池的負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),故A、B、C三項錯誤,只有D項正確。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測1.下列敘述正確的是(任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.下列有關(guān)電池的敘述不正確的是()A.水果電池是方便實用的家用電池B.鉛酸蓄電池是一種常用的二

19、次電池C.氫氧燃料電池是一種高效、無污染的發(fā)電裝置D.鋅錳干電池工作一段時間后,鋅外殼逐漸變薄答案:A解析:水果電池產(chǎn)生的電流非常微弱且不能連續(xù)長時間放電,不能作為家用電池;鉛酸蓄電池是一種常用的二次電池,氫氧燃料電池產(chǎn)物為水,無污染;鋅錳干電池工作時,Zn放電被消耗,故工作一段時間后鋅外殼會逐漸變薄,B、C、D三項正確,A項錯誤。任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.下列有關(guān)電池的敘述不正任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測3.(雙選)根據(jù)Zn+Cu2+ = Zn2+Cu的反應(yīng)原理設(shè)計一個原電池,當Zn為負極時,正極可以選用的材料是()A.鎂B.石墨 C.鋁D.鉛答案:BD4.A、B、C都是金屬,把A浸入C的硝酸鹽溶液中,A的表面有C