高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化教学演示ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化教学演示ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了学习目标，原电池的工作原理，作差法，四步法等内容，欢迎下载使用。

同学们能想象一下没有电之后的生活会是什么样的吗？
第2课时 原电池工作原理
宏观辨识与微观探析：认识化学能与电能之间的相互转化；明确离子，电子的移向，以及原电池发生的本质。
实验探究与创新意识：探究原电池的原理和组成条件，培养分析与归纳能力，学习设计原电池的方法
我国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。
问：火电厂是如何产生电能的？ 发电原理又是什么？
火力发电--化学能间接转化为电能
化学反应的能量能不能直接转变为电能呢？
化学能直接转化为电能需要满足什么条件？
（1）物质间的反应必须是氧化还原反应；
（2）反应能够自发进行（反应条件与限度）。
【实验6-3】(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) 如图6-6所示，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。
探究把化学能直接转变为电能的装置
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
（1）将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。(注意两块金属片不要相接触)
（2）将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
【探究】 该装置是如何将化学能转化为电能的？
Zn - 2e- = Zn2+
2H+ + 2e- = H2 ↑
连接锌片与铜片，保证电子流动
提供离子，保证离子移动，形成回路
Zn + 2H+ =Zn2+ + H2 ↑
铜片→导线→锌片→溶液→铜片（循环）
1、概念：将化学能直接转变为电能的装置
本质：氧化反应和还原反应分别在两 个不同的区域进行。
电子流出（或电流流进）的一极，如锌片，被氧化，发生氧化反应。
电子流进入（或电流流出）的一极，如铜片，H+在正极被还原，发生还原反应。
学习任务一 原电池--化学能直接转化为电能
内电路：阴阳离子定向移动
注意：电子不下水，离子不上岸
2. 原电池正负极的判断方法
较不活泼金属或能导电的非金属
如图所示原电池装置,试判断其电极情况:
(1)若a电极为铝,b电极为锌,X为稀硫酸,则a、b各为什么电极?提示:a为负极,b为正极。因为铝的活动性大于锌。
(2)若a电极为铝,b电极为锌,X为浓硫酸,则a、b各为什么电极?提示:a为正极,b为负极。因Al可被浓硫酸钝化而不能继续反应,而锌可以与浓硫酸反应,锌失电子发生氧化反应,故铝电极为正极,锌电极为负极。
(3)若a电极为铜,b电极为石墨,则X是什么才能使该装置构成原电池?提示:石墨是稳定的电极,一般不发生反应,若使该装置构成原电池,则应使铜作负极,电解质溶液X应与铜发生反应。故可选AgNO3溶液或硝酸溶液或FeCl3溶液等。
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_____(填电极名称)，判断依据：_____________________________________；铜电极的名称是_____，溶液中的Cu2＋移向____(填“Cu”或“X”)电极。(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为______(填电极名称)，判断依据：_____________________________________；铜电极的名称是____，溶液中的Ag＋移向___(填“Cu”或“X”)电极。(3)若X为Fe，Y为浓硝酸，则Cu为____(填电极名称)，铜电极可能观察到的现象是_________________________；X电极的名称是_____。
锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)
铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)
铜电极逐渐溶解，溶液变蓝
(2)在判断原电池正负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。①Mg—Al和稀盐酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。②)Al—Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓硝酸，Cu作负极。
【拓展提升】(1)原电池一般负极参加反应,表现为溶解、质量减小。但负极参加反应,质量不一定减小。如铅蓄电池放电时,负极反应为Pb-2e-+ ====PbSO4,负极质量不但没有减小,反而增加。
判断正负极写出总反应式及电极反应式
负极(铜)：Cu - 2e- = Cu2+
正极(银)：2Ag+ + 2e- = 2Ag
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
正极(石墨)：Cu2++2e－=Cu
负极(铁)：Fe －2e － = Fe2+
Fe ＋ Cu2+＝Fe2＋＋ Cu
学习任务二 电极反应方程式的书写
[例题2] 请写出右边原电池的电极反应式。
先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
2Al + 2H2O + 2 OH－ = 2AlO2－ + 3H2↑
根据化合价升降判断正负极
2Al - 6e－ ＝ 2Al3+
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O
负极总反应： 2Al +8OH- －6e－ ＝2AlO2- + 4H2O
正极：总反应－负极反应：
6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑
请写出右边原电池的电极反应式。
Al ＝AlO2-
Al－3e－ ＝AlO2-
Al +4OH- －3e－ ＝AlO2- + 2H2O
Al－3e－ +4OH- ＝AlO2-
2H2O ＋2e－ ＝2OH—＋ H2↑
四步法——电极反应式书写方法：
准确找出电极反应物和电极产物
准确判断电池的正、负极
根据有关元素化合价变化标出电子得失数目
根据环境配平电荷，最后根据原子个数配平电极反应式
负极( ): .正极( ): .总反应式: .
负极( ): .正极( ): .总反应式: .
1.请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电极反应式和总反应式。
Fe－2e - = Fe2+
2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑
Zn－2e - = Zn2+
Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu
2. Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为稀硫酸
①Al作____极, ②Cu作____极电极反应式是：负极 ___________________ 正极 ___________________ 总反应式_____________________
2Al-6e-=2Al3+
6H++6e-=3H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 ↑(2Al+6H+=2Al3++3H2 ↑)
变式 Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为浓硝酸
① Al作____极 ② Cu作____极电极反应式是：负极 ___________________ 正极 ___________________总反应式_______________________
Cu-2e-=Cu2+
2NO3-+4H++2e-=2NO2 ↑+2H2O
Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O(Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O)
(1)氧化反应(负极)、还原反应(正极)分别在两极上发生。有电流产生(电能)。利用原电池原理 可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。
(2)正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。
(3)加快反应速率。例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
(4)电极：负极有损耗（金属溶解或燃料气体失去电子变成离子进入溶液中）。 正极有新物质生成（阳离子或非金属单质得到电子被还原成气体或金属单质或生成离子进入溶液中）。