高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》(第1课时)ppt课件
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第二章 第二节化学能与电能 第1课时化学能与电能的相互转化
第1课时 化学能与电能的相互转化思维激活格林太太有一口整齐的牙齿，但其中有两颗假牙：一颗是黄金的——这是格林太太富有的象征；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹。
但自从车祸后，她经常头疼，夜间失眠，心情烦躁……尽管吃了不少药物，但病症未有丝毫的减轻，你想知道她真正的病因吗？自学导引化学能与电能的相互转化1．间接转化：在我国发电总量构成上，火力发电居首位。
燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能。
思考题1 在火力发电过程中使化学能转化为电能的关键是什么？ 答案 燃烧(氧化还原反应)。
2．直接转化——原电池(1)原电池是将化学能转变为电能的装置。
在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流。
可见原电池反应的本质是氧化还原反应。
思考题2 是不是所有的反应都能设计成原电池？答案 不是，只有发生电子转移的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)在铜锌原电池中，锌易失去电子被氧化成Zn 2＋进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H ＋从铜片端获得电子被还原成氢原子，再结合成氢分子从铜片上逸出。
锌片上的反应为Zn －2e －===Zn 2＋，铜片上的反应为2H ＋＋2e －===H 2↑。
思考题3 在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的pH 如何变化？SO 42－浓度呢？答案 由于H ＋在铜片上得电子生成H 2，溶液中H ＋浓度减小，pH 增大。
溶液中SO 42－浓度基本保持不变。
名师解惑一、原电池的构成条件及工作原理 1．原电池的构成条件：(1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和能导电的非金属)。
(2)电极材料与电解质溶液接触。
(3)组成闭合回路。
2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。
[特别提醒]①自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。
人教版高中化学必修二2-2化学能与电能 PPT课件 图文
应用：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、
电动剃须刀等
③锂离子电池：
是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、 移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流 电源
3.燃料电池
（1）原理：利用原电池的工作原理,将燃料和 氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直 接转化为电能
a. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置 b.它的电极材料一般为活性电极，具有很强的
线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负 极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c 极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气 泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的 为( B )
A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a
分析：①a>b ② c>d ③ a>c ④ d>b
负极：电子流出的电极——失电子，发生氧化反应 (较活泼的金属)
正极：电子流入的电极——得电子，发生还原反应 (较不活泼的金属、石墨等)
2.原电池的工作原理
Zn
Cu
发生失电子的氧化反应
Zn - 2e- = Zn2+
发生得电子的还原反应
2H+ + 2e- = H2↑
负极
H2SO4
e- 外电路
正极
阴离子 溶液中 阳离子
催化活 性，如铂电极，活性炭电极等 c. 燃料电池由3个主要部分组成
负极——燃料电极 正极——氧气或空气电极 电解质溶液 d. 两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应， 而是由引入到两电极上的物质发生反应
（2）常见的燃料电池：
电动剃须刀等
③锂离子电池：
是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、 移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流 电源
3.燃料电池
（1）原理：利用原电池的工作原理,将燃料和 氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直 接转化为电能
a. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置 b.它的电极材料一般为活性电极，具有很强的
线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负 极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c 极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气 泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的 为( B )
A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a
分析：①a>b ② c>d ③ a>c ④ d>b
负极：电子流出的电极——失电子，发生氧化反应 (较活泼的金属)
正极：电子流入的电极——得电子，发生还原反应 (较不活泼的金属、石墨等)
2.原电池的工作原理
Zn
Cu
发生失电子的氧化反应
Zn - 2e- = Zn2+
发生得电子的还原反应
2H+ + 2e- = H2↑
负极
H2SO4
e- 外电路
正极
阴离子 溶液中 阳离子
催化活 性，如铂电极，活性炭电极等 c. 燃料电池由3个主要部分组成
负极——燃料电极 正极——氧气或空气电极 电解质溶液 d. 两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应， 而是由引入到两电极上的物质发生反应
（2）常见的燃料电池：
化学能与电能(第一课时) PPT课件
【问题探究】 (1)铜片上的气体可能是什么？
结论: 该气体是H2
A Zn
Cu (2)关于铜片上产生的H2，有人认 为是由铜和稀硫酸在这种特定
的条件下反应产生出来的，你
赞成吗？什么现象可支持你的
想法？
稀硫酸
溶液没有变成蓝色，说明没有Cu2+生成。
结论：铜片没有参加化学反应。
【问题探究】(3)铜片既然没有参加反应，H＋生
Zn ↑ Cu
①
②
稀H2SO4
稀H2SO4
稀H2SO4
结论1：有两种活动性不同的金属(或一种金
属和一种非金属导体)做电极。
人教版 必修2 第二章 第二节 化学能与电能
条件2：溶液的性质
Zn ↑ Cu
Zn
Cu
③
乙醇
稀H2SO4
结论2：电极需插入电解质溶液中.
人教版 必修2 第二章 第二节 化学能与电能
Fe
Cu Zn
Cu Ag
Cu
稀硫酸(A) Zn C
酒精(B)
Zn
ห้องสมุดไป่ตู้
Cu
稀硫酸(C)
Mg
Fe
稀硫酸(D)
稀硫酸(E)
稀硫酸(F)
人教版 必修2 第二章 第二节 化学能与电能
原电池是如何工作的？
实验现象：
实验现象：
锌片上有气泡， 而铜片无现象。
电流表偏转，Cu片上有气 泡, 纯净的Zn片上无气泡.
如何解释实验现象？
Zn ↑ Cu
接负极材料 接正极材料
溶液
1组 Zn
Zn
H2SO4溶液
H2SO4溶液 1、2、3、5组
2组 Zn 3组 Zn 4组 Zn
人教版高中化学必修二第二节《化学能与电能》课件1
组内交流 列出想法
化学能直接转化为电能
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
①定义：能把化学能转变为电能的装 置，叫做原电池。
②原电池的电极
电极 电极材料 反应类型 电子流动方 向
负极 还原性较强 氧化反应 电子流出
的金属
（流向正极）
的一极
正极 还原性较弱 还原反应 电子流入
的金属
（来自负极）
的一极
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
③构成原电池的条件
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
电能是现代社会 中应用最广泛、使用 最方便、污染最小的 一种二次能源，又称 为电力。
一、化学能与电能的相互转化 1,火力发电原理及过程
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能能 蒸汽 机械能 发电机 电能
原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 正极总是得电子发生还原反应。
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
锌片插入稀硫酸中，被 腐蚀。（化学腐蚀）
哪个更快？
锌片在锌,铜（稀硫酸）原
人教版高中化学必修二第二章第二节 《化学 能与电 能》课 件(共32 张PPT)
⑤判断原电池正、负极的方法 ＊由组成原电池的两极材料判断：
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路， 也可以让两个电极直接接触 ④能自发进行氧化还原反应 一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[例] X、Y、Z都是金属， 把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面 有Z析出， X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( C) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀，延长 其寿命？ 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分，装有一定数量的锌块，请解释原因
外 电子流向：负极 沿导线 正极
电
路 电流方向：正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极（Zn） Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 （反应方程式）
正极（Cu）
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因：轮船的船身一般是用铁做的， 装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[例] X、Y、Z都是金属， 把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面 有Z析出， X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( C) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀，延长 其寿命？ 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分，装有一定数量的锌块，请解释原因
外 电子流向：负极 沿导线 正极
电
路 电流方向：正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极（Zn） Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 （反应方程式）
正极（Cu）
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因：轮船的船身一般是用铁做的， 装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
新课标化学必修2《化学能与电能(第一课时)》优质说课PPT
现
象
正极： Cu(+) Cu Cu
2H++2e-=H2↑(还原反应)
1.Zn片溶解 2.Cu片上有气泡 3.电流表指针发 生偏转
电池总反应式：
Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
四、教学程序
2. 原电池的构成条件教学：
分组实验、比较探究、交流讨论、归纳总结。
分组实验：实验探究二
实验序号 实验装置 第一小组：实验①②③④
第二节 化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程
2.原电池：将化学能转化为电能的装置。 锌片： Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反应） 铜片： 2H+＋2e－＝H2↑（还原反应） 总反应式： Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑ 3. 原电池的构成条件 ① 有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。 ② 电极材料都插入电解质溶液中。 ③ 两极相连形成闭合电路。
两极相连形成闭合回路
（三）、当堂检测
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是(
A
Cu Cu
)
A Zn Cu
A
H2SO4 A Zn Cu Zn
B
酒精 A Cu
C
H2SO4
D
H2SO4 H2SO4
反馈练习：
2、下列装置哪些属于原电池，请说明理由。 如是，请指出正极、负极。
A
Zn Cu
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Al
Ag 生铁 Cu
四、教学程序 2. 建立新思维，提出新的研究任务
①什么是火力发电，火力发电的 原理是什么？ ②指出火电站中从开始到结束能 量是怎样转化的？
③火力发电的利与弊是什么？
人教版化学《原电池》PPT课件
（可以）
（不可以）
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
时，较活泼的Zn失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流 向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢气从铜片上逸出。如何通 过更直观的实验现象来证明上述装置的导线中有电子的定向移动呢？
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
电子从负极锌片流出
经外电路
流入正极铜片
负极（较活泼）
还原剂(Zn)失去电子，发 生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
阳离子:移向正极
实践活动：自制电池——水果电池。如下图：
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
人教版必修二第二章第二节第一课时 ：原电 池的工 作原理 及构成 条件（ 共29张P PT)
【实验探究一】
把锌片和铜片分别插入到稀H2SO4中,观察现象。 [实验现象]： 锌片上有气泡,铜片上无明显现象。 思考与交流一：
电流方向：正极
正极
氧化剂(H+)在铜极上得到电 子，发生还原反应
Zn2+ H+
SO42-
2H+ +2e-=H2
阴离子移向负极
人教版必修2第二章第二节说课--原电池(共19张PPT)
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
二、说教学目标
1、知识与技能：
认识原电池的概念；
掌握原电池的工作原理和形成条件
2、过程与方法：
学生通过对原电池的学习，体验科学探究的过程，理解 科学探究的意义，初步养成科学探究的能力； 通过小组探究实验，培养学生动手能力和团结协作意识
3、情感、态度与价值观：
学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学 的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界 的奇妙与和谐；
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午4时48分54秒下午4时48分16:48:5421.7.21
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
• 问题二：氢离子变成氢分子有时从哪里来 的呢？
• 问题三：根据电学知识中电子的流向，你 能判断装置的正负极吗？
4、设问探究、合作交流，归纳形成条件
Zn Cu
Fe Cu
Zn Zn
Fe
Cu
√A
√B
C
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2018/3/18
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一、化学能转化为电能
实验探究形成原电池的条件
形成条件一： 活泼性不同的两个电极材料 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
2018/3/18 24
一、化学能转化为电能
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极材料需插进电解质溶液 中；
2018/3/18 25
2018/3/18 27
一、化学能转化为电能
A Zn(x) Cu
A
A
Zn Zn C
Zn
(x)
(√)
H+ SO42－ H+ A
煤油 A Zn H+ SO42－ H+
2018/3/18
H+ SO42－ H+ Zn
木条
Cu
(x)
SO4
2—
H+
H+
H+ 2－ SO + 4 H
(x)
28
4、原电池工作原理： ⑴、电极反应： 锌片(负极)： Zn - 2e- = Zn2+ 失电子，发生氧化反应 铜片(正极)： 2H+ + 2e- = H2 ↑ 得电子，发生还原反应 ⑵、电池反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
实验2—4
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶 解，电流表的指针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过
2018/3/18 20
一、化学能转化为电能
A
Zn Cu 实验现象
演示探究
锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转 1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
电能是现代社会 中应用最广泛、使用 最方便、污染最小的 一种二次能源，又称 为电力。
2018/3/18 4
一、化学能转化为电能
思考与交流：在你的生活和学习中，或你了解的范 围里，还有哪些需要使用电池的产品或器具？各使 用什么样的电池？
2018/3/18 5
一、化学能转化为电能
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
加热水蒸气
能否找到一种装置将化学能直接转 化为电能呢？
2018/3/18 11
一、化学能转化为电能
探究实验
实验一 把一块锌片和 铜片分别插入盛有稀硫 酸的烧杯中,观察实验, 记录现象(注意稀硫酸的 量不要太多) 实验二 把一块锌片和铜 片同时插入盛有稀硫酸的 烧杯中,观察实验,记录现 象(注意两块金属片不要相 接触)
实验3
?
有电流形成
18
实验4
2018/3/18
一、化学能转化为电能
思考与交流：
既然铜片上产生了气体(H2)，哪么H+得到的电 子是铜失去的还是锌失去的？如何检验？请设 计出你的实验方案。
方案1：称量实验前后铜片或锌片的质量。
方案2：观察溶液的颜色，看有无Cu2+生成
2018/3/18 19
一、化学能转化为电能
实验三 用导线把实验二中的锌片和铜片连 接起来,观察实验现象并记录(注意两块金属 片不要相接触)
2018/3/18
14
一、化学能转化为电能
实验现象
结
论
实验3 铜片表面有气泡 锌片上也有少量气泡
?
2018/3/18
15
实验四 如图所示在导线中间连接一个灵敏电 流计,观察电流计的指针是否发生偏转,如果是 偏向哪边?请记录现象
2018/3/18
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一、化学能转化为电能
实验现象 实验4
电流计指针偏转
结论
有电流形成
2018/3/1817ຫໍສະໝຸດ 、化学能转化为电能实验现象
结
论
实验1
①锌片表面有气泡
②铜片表面无气泡
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Cu不与稀H2SO4反应
实验2
同上 铜片表面有气泡 锌片上也有少量气泡 电流计指针偏转
同上
9
一、化学能转化为电能
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
2018/3/18 10
一、化学能转化为电能
化石燃料燃烧
？
热 能
推动蒸汽机
化 学 能
机 械 能
电 能
带动发电机
思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法 2018/3/18
化学能直接转化为电能
21
一、化学能转化为电能
2018/3/18
22
一、化学能转化为电能
1、定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做 原电池。
学与问：根据所了解的电学知识，你知道电子时怎 样流动的吗？如何判定装置的正负极？
2、原电池的电极
电极 负极 正极 电极材料 还原性较强的 金属 还原性较弱的 金属 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流动方向 电子流出（流向 正极）的一极 电子流入（来自 负极）的一极
新课标人教版高中化学课件系列
化学 必修2 第二章 化学反应与能量 第二节 化学能与电能
第1课时
2018/3/18 1
一、化学能转化为电能
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
2018/3/18 2
一、化学能转化为电能
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
2018/3/18 3
一、化学能转化为电能
2.1% 5.1%
16.6%
76.2%
2018/3/18
6
一、化学能转化为电能
2018/3/18
7
一、化学能转化为电能
1、火力发电原理及过程
燃烧
化学能
2018/3/18
热能
蒸汽
机械能
发电机
电能
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一、化学能转化为电能
化石燃料燃烧
推动蒸汽机
化 学 能
热 能
加热水蒸气
机 械 能
电 能
带动发电机
2018/3/18
2018/3/18
12
一、化学能转化为电能
实验现象 实验1
①锌片表面有气泡 ②铜片表面无气泡
结
Zn2+2H+=Zn2++H2↑
论
Cu不与稀H2SO4反应
实验现象 实验2
结
论
①锌片表面有气泡 Zn2+2H+=Zn2++H2↑ ②铜片表面无气泡 Cu不与稀H2SO4反应
2018/3/18
13
一、化学能转化为电能
一、化学能转化为电能
实验探究形成原电池的条件
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
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一、化学能转化为电能
3.构成原电池的条件 ⑴ 形成闭合回路 ⑵ 两电极材料需插入电解质溶液 ⑶ 有两种活动性不同的金属（或一种是 非金属导体如碳棒）做电极。 请判断下列各装置是否是原电池？为什么？
原电池的反应实质： 氧化还原反应
2018/3/18
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一、化学能转化为电能
化 学 能 与 电 能
化学能 间接：
燃烧
蒸汽 发动机 机械能 电能 热能
直接：
装置
原电池
工 作 原 理