化學(xué)反應(yīng)與電能課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版3

教學(xué)目標(biāo)本節(jié)重點(diǎn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置特點(diǎn)及原理。本節(jié)難點(diǎn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置特點(diǎn)及原理。1．能舉出化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)例，辨識(shí)簡單原電池的正負(fù)極及正負(fù)極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型。2．知道原電池概念及原電池工作原理是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，知道構(gòu)成原電池的條件。導(dǎo)入你知道嗎？我們的生活很難離開電，電是從哪來的？獲取電源的途徑！火力發(fā)電核電站水力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電01火力發(fā)電一、火力發(fā)電探究學(xué)習(xí)1.我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電?；鹆Πl(fā)電是通過化石燃料燃燒時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?；鹆Πl(fā)電過程中，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。其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵。一、火力發(fā)電探究學(xué)習(xí)2.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?；瘜W(xué)能燃料燃燒熱能蒸汽輪機(jī)機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能直接？1、煤炭是不可再生資源，會(huì)造成能源危機(jī)2、煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體3、轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低弊端煤炭02原電池原理二、原電池原理實(shí)驗(yàn)探究要想使氧化還原反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為電能，就要設(shè)計(jì)一種裝置，使反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移在一定條件下形電流?；瘜W(xué)電池就是這樣一種裝置。(1)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)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)?！緦?shí)驗(yàn)6-3】二、原電池原理實(shí)驗(yàn)探究1.實(shí)驗(yàn)探究——鋅銅原電池原理二、原電池原理探究學(xué)習(xí)1.實(shí)驗(yàn)探究——鋅銅原電池原理序號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)象結(jié)論或解釋Ⅰ將鋅片、銅片插入盛稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。Ⅱ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Ⅲ用導(dǎo)線在鋅片和銅片間串聯(lián)一個(gè)電流表G

，觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn)。銅片（鋅片）上有氣泡，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)

鋅片表面有氣泡，銅片表面沒有氣泡Zn+2H+=Zn2++H2↑，銅與稀硫酸不反應(yīng)鋅片、銅片表面都有氣泡鋅失去電子，經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，H+在銅片上得到電子還原成H2。二、原電池原理實(shí)驗(yàn)探究2.原電池⑴定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置⑵本質(zhì)：有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)二、原電池原理探究學(xué)習(xí)3.原電池的工作原理Cu片——正極2H＋＋2e－＝H2↑Zn片——負(fù)極Zn－2e－＝Zn2＋總反應(yīng)方程式：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑還原反應(yīng)氧化反應(yīng)電子導(dǎo)體電子：由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線到正極電流：由正極經(jīng)導(dǎo)線到負(fù)極離子導(dǎo)體陽離子正極陰離子負(fù)極二、原電池原理探究學(xué)習(xí)4.實(shí)驗(yàn)探究原電池形成條件ZnCu稀硫酸Zn石墨稀硫酸Zn木條稀硫酸金屬與非金屬導(dǎo)體（石墨）負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等二、原電池原理探究學(xué)習(xí)4.實(shí)驗(yàn)探究原電池形成條件更換電解質(zhì)電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)中二、原電池原理探究學(xué)習(xí)4.實(shí)驗(yàn)探究原電池形成條件硫酸銅稀硫酸ZnCu必須形成閉合回路例題【例1】下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？ABCDE√√F√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu√ZnH2SO4溶液

G你知道嗎？如何設(shè)計(jì)電池呢？氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)分開進(jìn)行

形成閉合回路原電池03設(shè)計(jì)原電池三、設(shè)計(jì)原電池探究學(xué)習(xí)1.設(shè)計(jì)原電池的基本思路還原劑＋氧化劑＝氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物（失電子）（得電子）負(fù)極反應(yīng)物負(fù)極材料正極反應(yīng)物正極材料負(fù)極正極離子導(dǎo)體電子導(dǎo)體三、設(shè)計(jì)原電池探究學(xué)習(xí)2.將反應(yīng)Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，設(shè)計(jì)為原電池。Fe①依據(jù)反應(yīng)式確定電極材料Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu1×Fe－2e－＝Fe2＋氧化反應(yīng)負(fù)極Cu2＋＋2e－＝Cu1×還原反應(yīng)正極Cu三、設(shè)計(jì)原電池探究學(xué)習(xí)2.將反應(yīng)Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu，設(shè)計(jì)為原電池。②判斷電解質(zhì)溶液Cu2＋＋2e－＝CuFeCuFe－2e－＝Fe2＋Cu2＋Cu2＋CuSO4溶液CuCl2溶液三、設(shè)計(jì)原電池探究學(xué)習(xí)

【目的】根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)和制作簡易電池，體會(huì)原電池的構(gòu)成要素。【用品】水果（蘋果、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，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表?！緦?shí)驗(yàn)】（1）水果電池參考圖6-8所示水果電池，自選水果及相關(guān)用品，制作水果電池。（2）簡易電池參考圖6-9，制作簡易電池，并試驗(yàn)和比較不同材料作電極的效果。（3）設(shè)計(jì)演示原電池的趣味實(shí)驗(yàn)利用發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動(dòng)機(jī)等，設(shè)計(jì)一個(gè)演示原電池的趣味實(shí)驗(yàn)（如電壓不足，可將幾個(gè)電池串聯(lián)起來）。探究簡易水果電池的制作

三、設(shè)計(jì)原電池探究學(xué)習(xí)3.簡易水果電池的制作水果電池三、設(shè)計(jì)原電池探究學(xué)習(xí)3.簡易水果電池的制作超級(jí)檸檬電池請(qǐng)你說說！無處不在的電池！普通干電池手機(jī)電池鈕扣電池筆記本電腦專用電池心臟起搏器電池氫氧燃料電池04化學(xué)電源一、化學(xué)電源探究學(xué)習(xí)1.一次電池電池放電后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行)負(fù)極（鋅筒）：Zn–2e-=Zn2+

氧化反應(yīng)正極（石墨棒）：MnO2得電子還原反應(yīng)鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。一、化學(xué)電源探究學(xué)習(xí)2.二次電池(充電電池)放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)放電（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為電能）的循環(huán)。①鉛蓄電池一、化學(xué)電源探究學(xué)習(xí)2.二次電池(充電電池)①鉛蓄電池負(fù)極:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液

氧化反應(yīng)正負(fù)極材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電

還原反應(yīng)一、化學(xué)電源探究學(xué)習(xí)2.二次電池(充電電池)②鋰電池負(fù)極：Li-e-=Li+正極：MnO2+e-=MnO2-總反應(yīng)式：Li+MnO2=LiMnO2一、化學(xué)電源對(duì)比探究2.二次電池(充電電池)③鋰離子電池負(fù)極材料：嵌鋰層狀石墨(LixC6

)正極材料：鈷酸鋰(Li1-xCoO2)電解液：鋰導(dǎo)電有機(jī)電解液正極：

負(fù)極：

LixC6

－xe－＝6C+xLi+Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO2你知道嗎？

你知道冬奧會(huì)的氫騰燃料電池汽車嗎？發(fā)展中的燃料電池

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)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。當(dāng)以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。與常規(guī)發(fā)電廠相比，其二氧化碳排放量明顯降低。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，這時(shí)電池起著類似試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)用電器負(fù)載的變化，而且不需要很長的充電時(shí)間，在航天、軍事和交通等領(lǐng)城有廣闊的應(yīng)用前景。一、化學(xué)電源探究學(xué)習(xí)3.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)氫氧燃料電池一、化學(xué)電源探究學(xué)習(xí)3.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)氫氧燃料電池正極：負(fù)極：2H2–4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O小結(jié)練習(xí)1.如圖所示，下列對(duì)于該原電池的敘述正確的是()A.銅是