化學(xué)能與電能-課件-下學(xué)期高一化學(xué)課件（人教版2019）

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化課時2化學(xué)能與電能

課堂總結(jié)與練習(xí)03

新課講授02目錄Contents課程標(biāo)準(zhǔn)與核心素養(yǎng)01課程標(biāo)準(zhǔn)與核心素養(yǎng)01課程標(biāo)準(zhǔn)理解原電池原理：認(rèn)識原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，理解原電池的工作原理，包括電極反應(yīng)、電子轉(zhuǎn)移、離子遷移等過程，能寫出簡單原電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。掌握原電池構(gòu)成條件：掌握原電池的構(gòu)成條件，能夠根據(jù)給定的材料設(shè)計并組裝簡單的原電池，通過實驗探究理解各構(gòu)成要素對原電池工作的影響。核心素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析證據(jù)推理與模型認(rèn)知變化觀念與平衡思想科學(xué)探究與創(chuàng)新意識科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任課程標(biāo)準(zhǔn)了解常見化學(xué)電源：了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理，如干電池、充電電池、燃料電池等，認(rèn)識化學(xué)電源在生產(chǎn)、生活和科技發(fā)展中的重要應(yīng)用，體會化學(xué)對提高生活質(zhì)量和促進(jìn)社會發(fā)展的重要作用。認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的意義：認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義和重要性，了解化學(xué)在解決能源問題中的重要作用，關(guān)注能源的合理利用和開發(fā)核心素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析證據(jù)推理與模型認(rèn)知變化觀念與平衡思想科學(xué)探究與創(chuàng)新意識科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任新課講授02新課引入同學(xué)們，你們能想象一下沒有電之后的生活嗎？化學(xué)能與電能模型探究：火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化形式

化學(xué)能與電能模型探究：火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化形式

化學(xué)能燃料燃燒熱能蒸汽輪機(jī)機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能火力發(fā)電：化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程，間接轉(zhuǎn)化為電能。1、煤炭是不可再生資源，會造成能源危機(jī)2、煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體3、轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低？

化學(xué)電源

缺點(diǎn)化學(xué)能與電能模型探究：火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化

火力發(fā)電將化學(xué)能經(jīng)一系列能量轉(zhuǎn)化為電能過程燃燒關(guān)鍵氧化還原反應(yīng)本質(zhì)氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移本質(zhì)舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化引起化學(xué)反應(yīng)的能量能不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苣?？化學(xué)能與電能原電池：化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置電池減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費(fèi)能源，更方便氧化還原反應(yīng)的能量電能直接轉(zhuǎn)化設(shè)計一種裝置，使反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移在一定條件下形成電流化學(xué)電池化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件與工作原理【實驗6-3】(1)分別將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(3)用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)?；瘜W(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件與工作原理稀H2SO4ZnCu實驗現(xiàn)象離子方程式思考問題尋找答案你對問題2的想法鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象Zn+2H+=Zn2++H2↑1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？2.什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件與工作原理稀H2SO4實驗現(xiàn)象離子方程式思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解Zn+2H+=Zn2++H2↑1.銅片上為什么會有氣泡冒出，H+得到的電子是Cu失去的嗎？2.在這個過程中Cu起什么作用？3.怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？Cu起傳導(dǎo)電子的作用?？捎秒娏鞅恚襞荩y電流及方向。ZnCu化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件與工作原理稀H2SO4實驗現(xiàn)象解釋現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？2.你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能電子由Zn→導(dǎo)線→銅片→H+定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)ZnCuA化學(xué)能與電能模型建構(gòu)：原電池的工作原理定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置叫做原電池。電流方向正極→負(fù)極稀硫酸CuZnA-+電流與電子移動的方向相反e-→e-→e-→e-正負(fù)極：負(fù)極：電子流進(jìn)（或電流流出）的一極正極：電子流出（或電流流進(jìn)）的一極化學(xué)能與電能模型建構(gòu)：原電池的工作原理CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路2H++2e－=H2↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極失去電子得到電子吸引陽離子吸引陰離子化學(xué)能與電能模型建構(gòu)：原電池的工作原理較活潑金屬較不活潑金屬負(fù)極正極發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)e-電流電子流出，電流流入電子流入，電流流出這樣整個電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產(chǎn)生電流電子(電流)流動方向：電解質(zhì)溶液中離子的移動方向：陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動?！柏?fù)極出電子，電子回正極”化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件稀H2SO4ZnZn稀H2SO4CuCu稀H2SO4ZnC形成條件一：通常用活潑性不同的兩種材料作電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬或非金屬（如石墨等）××√化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件稀鹽酸ZnCu酒精ZnCu形成條件二：兩極之間填充電解質(zhì)溶液；√×導(dǎo)體電解質(zhì)溶液電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體熔融鹽固體電解質(zhì)化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件稀鹽酸ZnCuZnCu稀鹽酸稀鹽酸√×形成條件三：必須形成閉合回路化學(xué)能與電能實驗探究：原電池的構(gòu)成條件稀H2SO4CuC×形成條件四：必須存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)化學(xué)能與電能模型建構(gòu)：原電池的構(gòu)成條件0102自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)0304電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)或固體電解質(zhì)）電極材料（兩種活潑性不同的金屬或一種為能導(dǎo)電的非金屬）形成閉合回路化學(xué)能與電能模型建構(gòu)：原電池正負(fù)極的判斷活潑金屬負(fù)極氧化反應(yīng)電子流出陰離子移向不斷溶解質(zhì)量減小正極不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘龠€原反應(yīng)電子流入陽離子移向增重或有氣泡產(chǎn)生依據(jù)電極材料電極反應(yīng)電子流向離子遷移電極現(xiàn)象化學(xué)能與電能實踐活動：原電池的應(yīng)用（1)若a、b相連，a為負(fù)極。（2)若c、d相連，d上有氣泡逸出。（3)若a、c相連時,a的質(zhì)量減少。（4)若b、d相連，b為正極。例：把a(bǔ)、b、c、d4種金屬浸入到稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池，請根據(jù)下列信息，判斷四種金屬的活動性順序。a>bc>da>cd>b答案：a>c>d>b1．比較金屬活動性兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負(fù)極的金屬比正極的金屬活潑。化學(xué)能與電能實踐活動：原電池的應(yīng)用例：鋅和稀H2SO4反應(yīng)時，若加入少量CuSO4溶液或常用粗鋅(含F(xiàn)e、C等)，Zn與CuSO4反應(yīng)生成Cu，形成Zn|稀硫酸|Cu(雜質(zhì))原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。2．加快氧化還原反應(yīng)速率在原電池中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,使溶液中粒子運(yùn)動相互間的干擾減少,使反應(yīng)速率增大?；瘜W(xué)能與電能實踐活動：原電池的應(yīng)用例：鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：___________________。

(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計成原電池,請在方框內(nèi)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式:_________________；負(fù)極反應(yīng)式:______________2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+2Fe3++2e-==2Fe2+

Cu-2e-==Cu2+3．設(shè)計原電池化學(xué)能與電能實踐活動：簡易電池的設(shè)計與制作【目的】根據(jù)原電池原理，設(shè)計和制作簡易電池，體會原電池的構(gòu)成要素?！居闷贰克ㄌO果、柑橘或檸檬等），食鹽水，濾紙，銅片、鐵片、鋁片等金屬片，石墨棒，導(dǎo)線，，電流表。【實驗】（1）水果電池（2）簡易電池化學(xué)能與電能聯(lián)系生活：認(rèn)識生活中的化學(xué)電源干電池原電池系列鋰離子電池燃料電池鉛酸蓄電池（一次電池）（二次電池）（二次電池）化學(xué)能與電能聯(lián)系生活：認(rèn)識生活中的化學(xué)電源化學(xué)電源——一次電池

特點(diǎn)：電池放電后不能充電鋅錳干電池①鋅筒為負(fù)極，電極反應(yīng)是Zn-2e-=Zn2+。②石墨棒為正極，二氧化錳是氧化劑。③NH4Cl糊的作用是作電解質(zhì)溶液?；瘜W(xué)能與電能聯(lián)系生活：認(rèn)識生活中的化學(xué)電源化學(xué)電源——二次電池特點(diǎn)：放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。能量轉(zhuǎn)化：實例：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等應(yīng)用：汽車；手機(jī)、筆記本電腦鋰電池化學(xué)能與電能聯(lián)系生活：認(rèn)識生活中的化學(xué)電源化學(xué)電源——燃料電池燃料電池是一種將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物是從外部提供，電池起著類似試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。通入燃料的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極燃料電池課堂總結(jié)與練習(xí)03知識小結(jié)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽離子負(fù)極正極陽離子課后作業(yè)1.如圖所示裝置，電流表G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時X極逐漸變粗，Y極逐漸變細(xì)，Z是電解質(zhì)溶液，則X、Y、Z應(yīng)是下列各組中的(

)

A.X是Zn，Y是Cu，Z為稀硫酸B.X是Cu，Y是Zn，Z為稀硫酸C.X是Fe，Y是Ag，Z為稀AgNO3溶液D.X是Ag，Y是Fe，Z為稀AgNO3溶液D課后作業(yè)2.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時間后，甲池的c()減小C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持

溶液中電荷平衡C課后作業(yè)3.化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是（

）A.甲：Zn2＋向Cu電極方向移動，Cu電極附近

溶液中H＋濃度增加B.乙：正極的電極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－C.丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會變薄D.?。菏褂靡欢螘r間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，

導(dǎo)電能力下降A(chǔ)課后作業(yè)4.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：實驗裝置

部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減少；b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞a

C.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞cC課后作業(yè)(1)圖①中，Mg作____極。(2)圖②中，Mg作____極，寫出負(fù)極反應(yīng)式：_______