化學反應和電能時

化學反應和電能時第1頁/共37頁宏觀：化學反應中能量變化的原因

——反應物和生成物的總能量相對大?、俜磻锏目偰芰可晌锏目偰芰浚磻懦瞿芰?。大于②反應物的總能量生成物的總能量，反應吸收能量。小于化學反應中的能量變化遵循能量守恒定律。第2頁/共37頁微觀：化學反應中能量變化的主要原因

——化學鍵的斷裂和形成大于①斷開化學鍵吸收的總能量形成化學鍵釋放出的總能量，反應放出能量。②斷開化學鍵吸收的總能量形成化學鍵釋放出的總能量，反應吸收能量。小于第3頁/共37頁問題探究

氧化還原反應的本質是電子的轉移，電子的定向移動會形成電流，我們能否利用這些電流來做功呢？能否設計一個裝置把這個化學反應的化學能轉化為電能呢？第4頁/共37頁實驗一

將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。

稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象：解釋：Zn片上有氣泡（H2），Zn片逐漸被腐蝕；Cu片無明顯現(xiàn)象。Zn+2H+==Zn2++H2↑第5頁/共37頁實驗二

將銅片和鋅片用導線連接插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。

稀H2SO4ZnCu現(xiàn)象：Zn片上有少量氣泡（H2），Zn片逐漸腐蝕；Cu片上有氣泡（H2），電流計指針偏轉。串聯(lián)上一個電流計G第6頁/共37頁第7頁/共37頁分析與討論

指針偏轉，說明電路中有電流通過，說明發(fā)生了電子定向移動。

Zn－2e－

==Zn2+，

Zn片失去的電子經(jīng)導線轉移到Cu片上，Cu片周圍的H＋得電子，

2H+＋2e－

==H2

↑第8頁/共37頁二、原電池

把這種將化學能直接轉變成電能的裝置，稱為原電池。例如：Cu-Zn原電池交流與討論Cu-Zn原電池的正負極？Zn片（負極）：Cu片（正極）：Zn－2e－

==Zn2+2H+＋2e－

==H2

↑總反應：Zn+2H+==

Zn2+

+H2↑第9頁/共37頁氧化反應Zn-2e-=Zn2+

鋅銅電解質溶液失e,沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應2H++2e-=H2↑陰離子陽離子總反應：負極正極2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式）（化學方程式）電極反應正極：負極：（氧化反應）（還原反應）第10頁/共37頁判斷原電池正、負極的方法3、由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極1、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。2、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應，正極總是得電子發(fā)生還原反應?！練w納小結】4、電極反應現(xiàn)象．

不斷溶解，質量減少為負極；有氣體產(chǎn)生,或質量增加或不變?yōu)檎龢O第11頁/共37頁學與問：根據(jù)電學知識，你知道電子是怎樣流動的嗎？你如何判定裝置的正、負極？負極：較活潑的電極，電子流出(或電流流入)的極，失去電子，發(fā)生氧化反應；不斷溶解，質量減少正極：較不活潑的電極，電子流入（或電流流出）的極，得到電子，發(fā)生還原反應；有氣泡冒出或質量增加或不變的極負極正極e-e-第12頁/共37頁ZnCuA-+稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸-+-+-+A判斷下列原電池正負極思考與交流稀硫酸第13頁/共37頁1、下列四個裝置中，導線中的電子由左邊一極流向右邊一極的是（）稀H2SO4ZnZn(A)稀H2SO4CuZn(B)稀H2SO4ZnC(C)C習題一第14頁/共37頁如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的哪一組（）A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液ACABD習題二第15頁/共37頁X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為（）Ａ．Ｘ＞Ｙ＞ＺＢ．Ｘ＞Ｚ＞ＹＣ．Ｙ＞Ｘ＞ＺＤ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ習題三C第16頁/共37頁復習回憶1、原電池：把化學能轉化為電能的裝置2、原電池原理原電池負極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導體）3、判斷原電池正、負極的方法

較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）通過導線流向較不活潑的金屬（正極）1、由組成原電池的兩極材料判斷；2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷；3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；4、電極反應現(xiàn)象．第17頁/共37頁實驗探究:Zn—Zn與稀硫酸進行實驗.×

Cu—Zn與乙醇進行實驗.×Cu—石墨與稀硫酸進行實驗.×Zn—石墨與稀硫酸進行實驗.√Fe—Ａl與稀硫酸進行實驗.√思考構成原電池的條件是什么？第18頁/共37頁構成原電池的條件是什么？(1)兩電極活潑性不同的兩種金屬或者一種金屬與一種非金屬導體(如石墨)用導線連接或直接接觸。⑵電解質溶液⑶閉合回路

酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化還原反應第19頁/共37頁練習1、判斷下列裝置是否是原電池？請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑第20頁/共37頁④(∨)負極：正極：總反應：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑥(×)第21頁/共37頁【總結】該如何書寫原電池電極反應？

1、寫出總化學反應方程式（即氧化還原反應方程式）；2、根據(jù)總反應方程式，從電子得失（或元素化合價升降）的角度，將總反應分成氧化反應和還原反應；3、氧化反應在負極發(fā)生，還原反應在正極發(fā)生，

4、驗證；兩電極反應式相加所得式子和原化學方程式相同，則書寫正確。⑤(∨)正極：負極：總反應：Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4第22頁/共37頁習題五

將鋅片和銅片插入某種電解質溶液，鋅片和銅片用導線相連，形成原電池裝置。若電解質溶液是稀硫酸，則發(fā)生氧化反應的是

極(“鋅”、“銅”)，銅極發(fā)生的反應是

，該電池的總反應方程式是

。(2)若電解質溶液是硫酸銅溶液，在導線中電子是由

極流向

極，銅極上反應的電極反應方程式是

，該電池總反應方程式是

。

鋅2H++2e-=H2↑Zn+2H+==Zn2++H2↑鋅銅Cu2++2e-=CuZn+Cu2+==Zn2++Cu第23頁/共37頁思考：Zn和稀H2SO4制H2時，為加快反應常加入少量CuSO4溶液，為什么？【總結】原電池原理的實際應用1、加快氧化還原反應的速率；2、金屬活潑性的判斷：一般地，原電池的負極（電子流出的電極，質量減少的電極）的金屬更活潑；原電池的正極（電子流入的電極，質量不變或增加的電極，冒氣泡的電極）為較不活潑金屬。3、設計原電池；第24頁/共37頁原電池設計思路：1．通常須兩個活性不同的電極2．電解質溶液，電解質溶液能與某極發(fā)生氧化還原反應3．還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反應，氧化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應．第25頁/共37頁Fe比Fe不活潑的金屬或石墨CuSO4

、CuCl2等負極：正極：電解質溶液：思考題請根據(jù)反應:Fe+Cu2+=Fe2++Cu設計原電池，你有哪些可行方案?Cu2+溶液第26頁/共37頁思考題請根據(jù)反應2Fe3++Fe=3Fe2+設計原電池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3第27頁/共37頁病例分析第28頁/共37頁病例分析第29頁/共