高一化学必修二第二章第二节化学能与电能ppt课件
合集下载
人教版化学必修二2.2 化学能与电能 课件品质课件PPT
正极
得电子 还原反应
原电池
•
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前
反思、关照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的
C．c > a > b > d D．b > d > c > a
4．原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与 电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 ( C ) A、由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，负极反应式
Al－3e－===Al3＋ B、由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，负极反应式
Al－3e－＋4OH－===AlO2-＋2H2O C、由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,负极反应式
铜片：2H++2e-=H2↑
（还原反应）
总反应：
H+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
H+
稀硫酸
外电路
原电池工作原理图
负极 阴 离 子
氧化反应
还原反应 正极
电解质溶液
阳 离 子
内电路
实 验 探 如果更换铜-锌原电池中的部 究 分电极材料或电解质，电流计
的指针依旧会发生偏转吗？
2
探究二、原电池构成 条件
胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云
体，心灵可以永远保持丰盛。乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以
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29张PPT)
发展中的新型电池
（1）钮扣电池(Ag-Zn电池)：不锈钢 制成一个由正极壳和负极盖组成的小 圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少 量石墨组成的正极活性材料，负极盖 一端填充锌汞合金作负极活性材料， 电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内 Zn的氧化产物为ZnO。
电池反应：
负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag
3、燃料电池——高效、环境友好的化学电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电 能的化学电池。 它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极， 活性炭电极等。 (例如：H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池)
小型高性能燃料 电池
氢氧燃料电池工作原理：
总反应：2H2 + O2 =2H2 O
笔记本电脑专用电池
锂电池（有机溶剂电解液）
负极：2Li-2e—=2Li+ 正极：I2+2e—=2I— 总反应：2Li+I2=2LiI
跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命 延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿 命长。
资料：对自然环境威胁最大的 五种物质即铬、镉、铜、铅、 汞。电池包含三种镉，汞，铅
• 综上所述：这些电池有什么缺陷呢 ？
废旧电池的回收利用
电池中含有大量的重金
属如锌、铅、镉、汞、锰等。
有机汞中毒，患者手足失调，步行困据难专，家运测动试障，碍一，节听纽力扣及电言池
语障碍，肢端麻木
能污染60万升水；一节一号
感觉障碍，视野缩小，重者神经错乱电，池痉烂挛在，地最里终，死能亡使一平方
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33张PPT)
存
排出大量温室气体
在
缺
可能导致酸雨
点
能量转化效率低
？ 化学能
电能
演示探究 Zn Cu
稀H2SO4
实验现象
锌表面有气泡 产生，铜表面 无明显现象
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子 ２.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接在 Zn表面得电子？
用导线将锌表面的电子引出来
电流表发生偏转。
稀H2SO4
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？
化学能直接转化为电能
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念、前提
概念: 将化学能转化为电能的装置
前提: 能自发发生氧化还原反应
2019/8/11
最新中小学教学课件
33
谢谢欣赏！
2019/8/11
最新中小学教学课件
34
小结
化
间接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
学
能
与
装置
直接：
原电池
电
能
工 作
概
构 成
原念 条
理
件
习题一： 原电池的判断
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精 A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
高一化学必修Ⅱ人教新课标第二章第二节2.2化学能和电能(共22张ppt)
H2SO4为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应 式
负极：2H2–4e-===4H+ 正极：O2+4H++4e-====2H2O
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池的电极反应式该如何写？
负极：2H2 + 4OH--4e- ==== 4H2O 正极：O2 + 2H2O +4e-====4OH碱性条件下 ——有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极；
电子流动方向是由负极流向正极。
3、根据原电池两极发生的变化来判断： 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。
4、电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生 加或不变为正极
(H2),或质量增
8．下列化学电池不易造成环境污染的是 ( A )
A． 氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池
D． 铅蓄电池
9．对于锌一铜一稀酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol 电子通过时，理论上的两极变化是( A )。
①锌片溶解了32.5g
②锌片增重32.5g
③铜片上析出lg H2
④铜片上析出1mol H2
A．正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出
2．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu， 该反应的原电池的正确组成是( C )
AB
C
正极
Zn Cu Cu
负极
Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4
14．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是( AD )。 A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不
负极：2H2–4e-===4H+ 正极：O2+4H++4e-====2H2O
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池的电极反应式该如何写？
负极：2H2 + 4OH--4e- ==== 4H2O 正极：O2 + 2H2O +4e-====4OH碱性条件下 ——有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极；
电子流动方向是由负极流向正极。
3、根据原电池两极发生的变化来判断： 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。
4、电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生 加或不变为正极
(H2),或质量增
8．下列化学电池不易造成环境污染的是 ( A )
A． 氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池
D． 铅蓄电池
9．对于锌一铜一稀酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol 电子通过时，理论上的两极变化是( A )。
①锌片溶解了32.5g
②锌片增重32.5g
③铜片上析出lg H2
④铜片上析出1mol H2
A．正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出
2．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu， 该反应的原电池的正确组成是( C )
AB
C
正极
Zn Cu Cu
负极
Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4
14．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是( AD )。 A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不
高一人教版化学必修2第二章第二节化学能和电能课件 (共21张ppt)
化学能与电能的转化
1、【实验探究一】
分组合作探究，用与铜锌导电装置连接好的酒精去接触电流计 是否有偏转，再用与铜锌导电装置连接好的柠檬去接触电流计， 然后观察分析得出结论：
相互对比
酒精
柠檬
①必须有电解质溶液。
化学能与电能的转化
2、【实验探究二】
将电极全部换成碳棒或锌片插入柠檬中，观察电 流计的指针是否偏转？
化学能与电能的转化
（2）原电池工作原理 工作原理： Zn＋ H2 SO4 ＝ZnSO4＋H2
2eZn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
电极反应式： 负极（：Zn) Zn －2e- = Zn2+ 氧化反应
正极：(Cu)2H++2e- = H2 ↑还原反应
（铜片在这里起传导电子的作用）
化学能与电能的转化 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ展巩固
化学能与电能的转化
板书设计
化学能转化为电能 1.定义：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池 负极：活泼性较强的金属 正极：活泼性较弱的金属或非金属 2、电极反应： 负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极：2H+ +2e-=H2（还原反应） 总反应式：Zn+2H+=Zn2+ +H2 ↑（氧化还原反应） 3、形成条件： ①有电解质溶液 ②活泼型相同的电极 ③自发进行的氧化还原反应 ④形成闭合回路
化学能与电能的转化
原电池形成的条件：
①必须有电解质溶液。 ②必须是两个活泼型不同的电极。 ③必须能自发进行的氧化还原反应。 ④必须形成闭合回路。
化学能与电能的转化
【巩固提升】
H2SO4溶液
（可以）
化学必修二化学能与电能 ppt课件
次充电使用。
用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还
广泛用于国防、生产、生活等领域。
PPT课件
35
2、充电电池
二次电池：氧化还原反应在充电时 可以逆向进行。 优缺点： 可充电，比干电池使用
寿命长；但体积大，有污染
应用： 汽车上使用的电瓶等 总反应：
放电
铅蓄电池 2PbSO4+2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4
（二）原电池 1.概念：将化学能直接转变为电能的装置
I
e－
负极 Zn
A
正极 Cu
H+ SO42－H+
PPT课件 9
2.原电池的电极反应：
锌片： Zn - 2e- = Zn2+ (负极)
+ + 2e- = 2H 铜片： (正极)
氧化反应
H2 ↑ 还原反应
电池反应： Zn （总反应）
+
2H+ =
Zn2+ +
PPT课件
22
微观判断
电子流出的极 ——负极
原电池的正负极的判断方法
（根据电子流动 电子流入的极 ——正极 方向）
宏观判断：方法四
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 工作后 质量减少的电极 ——负极 ④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
PPT课件 38
锂离子电池
锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还
广泛用于国防、生产、生活等领域。
PPT课件
35
2、充电电池
二次电池：氧化还原反应在充电时 可以逆向进行。 优缺点： 可充电，比干电池使用
寿命长；但体积大，有污染
应用： 汽车上使用的电瓶等 总反应：
放电
铅蓄电池 2PbSO4+2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4
（二）原电池 1.概念：将化学能直接转变为电能的装置
I
e－
负极 Zn
A
正极 Cu
H+ SO42－H+
PPT课件 9
2.原电池的电极反应：
锌片： Zn - 2e- = Zn2+ (负极)
+ + 2e- = 2H 铜片： (正极)
氧化反应
H2 ↑ 还原反应
电池反应： Zn （总反应）
+
2H+ =
Zn2+ +
PPT课件
22
微观判断
电子流出的极 ——负极
原电池的正负极的判断方法
（根据电子流动 电子流入的极 ——正极 方向）
宏观判断：方法四
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 工作后 质量减少的电极 ——负极 ④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
PPT课件 38
锂离子电池
锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
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27张PPT)
利用燃料（煤）燃烧放热，加热水， 不再生；
形成高温高压过热蒸汽，推动气轮机 旋转，带动发电机转子（电磁场）旋
能块锌片和铜片分
别插入盛有稀硫酸的烧杯里。
Zn片有气泡产生，铜片没有。
实验2：用导线将锌片和铜片 连接起来。 Zn片溶解，铜片有气泡产生。
Zn
成 H2 ，被 还原 。
e－
A
e-
Cu
Cu片起到传导 电子的作用，
不参加反应
H+ SO42－H+
负极发生氧化反应，正极发生还原反应
外电路：电子从负极经外电路流向正极
内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极（正正负负）
3.★电极、电解质溶液和电极反应式
负极：（失电子，氧化反应） Zn片：Zn －2e- = Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
流入铜极.
Zn2+
H+ SO42-
正极 氧化剂(H+)在铜 极上得到电子， 发生还原反应 2H+ +2e-=H2
电流方向
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
Cu Cu
A
Zn Cu 两
A
B
极
H2SO4 A
Zn Cu
C
H2SO4
酒精
一
A
液
Zn
Cu 一
D
H2SO4
氢氧燃料电池
是以H2为燃料，产物为H2O的一种高效低污染的 新型电池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般为铂电极和活性炭电极（两 极均不参加反应），而是由外设备提供燃料和氧 化剂，反应时H2从负极进入，O2从正极进入，电 解质溶液一般为40%的KOH溶液或稀硫酸溶液。
人教版高中化学必修二：2.2《化学能与电能 》 课件 (共23张PPT)
2、根据原电池构成条件的实验探索，结合实际 （如经济条件、美观要求、口腔实际环境等），你 现在开的处方是什么？
五、教学反思与自我评价
本节课最大的亮点就是原电池工作原理、 构成条件均由学生动手实验探究来完成。 亲自动手实验探究的过程让学生体验真实 的化学课堂； 贺卡优美的音乐声和水果电池及果汁电池 让学生感到有趣的化学课堂； 原电池设计方案的自由选择让学生体验自 主的化学课堂。
2、学情分析
学生已经学习了元素化合物、电解质及氧 化还原反应等有关知识； 在能力上，学生已经初步具备了观察能力、 实验能力、思维能力。 学生在生活中对电池也有所了解。学生喜 欢通过实验探究化学反应的实质，由实验现象 推测反应原理，学生对本节课会有所期待。
3、教学目标
（1）知识目标：
认识原电池概念， 掌握原电池工作原理和构成条件。
六、板书设计
1.原电池：将化学能转变为电能的装置。 锌片： Zn-2e-=Zn2+ 铜片：2H+ +2e- =H2 总反应方程式:Zn + 2H+ =Zn2+ + H2 2.形成原电池的条件： （1）自发的发生氧化还原反应。 （2）活泼性不同的两电级。 （3）电解质溶液。 （4）构成闭合回路。
阴离子
eZn
原电池工作原理小结
Cu
A
再将图像定格，让学生归纳，共同完 成以下问题
还 反 氧化 化学能 电能 1、化学反应总伴随着能量变化 ,此装置将化学能转化为什么 原 应
H2SO4 (aq)
能量呢? 2、结合物理学知识，由电子流向确定铜锌 电极的名称 ？书 2+ 负极（锌）：Zn-2e =Zn 氧化反应 e写电极反应式 ，从得失电子的角度分析 + - 反应类型？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
H2SO4
C Zn
②③
H2SO4 A
⑥
A
Zn Zn
H2SO4
H2SO4 Zn
A
①
Zn
实验探究
A
Zn
Cu
① A
Zn
C
② A
Zn
Zn
H2SO4
H2SO4
H2SO4
偏转
不偏转
两极材料不同
有两种活泼性不同的金 属（或非金属）作电极
.
实验探究
A
Zn
Cu
③ A
ZnCu④ A NhomakorabeaZn
Cu
H2SO4
HCl
酒精
偏转
不偏转
HCl 酒精
A
A
C
⑤
Cu
Zn
A
.
Cu Zn
④
HCl Cu
A
试着说说原电池的构成有什么条件？
************************************************************************************* *************************************************************************************
（不可以） . （不可以）
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
.
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
.
7.如何书写电极反应方程式
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑ 总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ↑
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
.
a.我国煤炭资源丰富,廉价方便. b.电能清洁安全,又快捷方便.
a.排出大量的温室效应气体. b.有废气可能导致酸雨 c.废料废水 d.储量有限 e.能量转换效率低
.
？ 化学能
电能
.
化学能
电能 ？（看书P35页第二、三段，回答问题）
1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学 能要经过一系列能量转换才能转换为电能。
.
[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
.
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念、前提
概念: 将化学能转化为电能的装置
2.前提: 能自发发生氧化还原反应
.
3.原电池的工作原理
能量转变 化学反应
原电池
将化学能直接转化为 电能
氧化还原反应中电子 转移 (负极失去电子 经过导线定向的流入 正极)
2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反 应在两个不同区域进行。
3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从 氧化剂区域流向还原剂区域。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境， 化学物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
.
演示探究 Zn Cu
稀H2SO4
实验现象
锌表面有气泡 产生，铜表面 无明显现象
Zn
Zn2+
H+
SO24 -
H+
H2
Cu
.
4.原电池化学反应本质： 氧化还原反应
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活 泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的 金属（正极）
.
5.电荷流向电流流向：
外电路：电子由负极流向正极，负极 电流由正极流向负极
内电路：阴离子移向负极，阳离 子移向正极，电流由负 极流向正极
.
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
机械能
电能
.
火力发电的原理分析。
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 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
要求书写时，正负极得失电子数相等。
溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中
.
实验探究
A
Zn
Cu
⑤
A
C
Cu
H2SO4
H2SO4
不偏转 电极材料不同
能自发地发生氧化还原反应
.
实验探究
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu
⑥
H2SO4
H2SO4
H2SO4
不偏转 容器不同
两极相连形成闭合回路
.
例2
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
条件一：有活泼性不同的两种金属或非 金属
e－
正极
.
6.原电池形成条件：两极一液一连线
① 两种活泼性不同的金属（或其中一种 为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极。
其中较活泼金属为负极。较不活泼金 属（或非金属）为正极（正极一般不参与 电极反应，只起导电作用）。
② 电解质溶液 ③ 形成闭合电路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
.
Cu
Cu
H2SO4
.
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
2H++2e-
还原反应
=H2Z↑n+2H+=Zn2++H2↑
负极 正极
.
锌铜原电池原理
Zn片 溶解
失
Zn－2e-＝ Zn2+
负极
有气
体产 得 2H+ + 2e-＝ 正极
生
H2↑
Zn+2H+＝
负极出电子，. 电Z子n回2+正+H极2↑
e-
- 负极
电流表
I 正极 +
2018年4月11日
.
.
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站.
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。
.
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电. 站
2001年我国发电总量构成图
火力发电占据绝大部分 什么是火力发电？ 火电站的工作原理如何?
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。
.
演示探究 A
Zn
Cu
锌表面无气泡， 实验现象 铜表面有气泡，
电流表发生偏转。
稀H2SO4
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？
化学能直接转化为电能
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
.
电极反应方程式的书写方法
负极：较活泼金属（a）
电极反应：a-ne-=an+ (氧化反应)
正极：较不活泼金属或非金属（b）
电极反应： Cm+ + me- = C(还原反应)
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子 ２.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在 Zn表面得电子？
用导线将锌表面的电子引出来
.
演示探究
Zn
Cu
大量气泡从铜 实验现象 片逸出，锌片
部分溶解
稀H2SO4
Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？ 3.你怎样才能知道导线中有电子通过？