2.2.1 化学能与电能的相互转化 第二章 化学反应与能量第一节 化学能与电能 第课时教学目标 知识与技能 1. 获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。 2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。 过程与方法 1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。 情感、态度与价值观： 赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，形成正确能源观。 教学重点： 原电池的概念与构成的条件。 教学难点： 用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。 电能是现代社会中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。次能源，又称为电力。水电站水电站直接从自然界取得的能源称为一次能源直接从自然界取得的能源称为一次能源火电站火电站一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源1、请问太阳能和电能属于那一类呢？、请问太阳能和电能属于那一类呢？一次能源一次能源 ： 直接直接 从自然界取得的能源，从自然界取得的能源，例如流水、风力、原煤、石油、天然例如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。气、天然铀矿等。二次能源二次能源 ：一次能源：一次能源 经过加工、转换经过加工、转换 得到的能源，得到的能源，例如电力、蒸汽等。例如电力、蒸汽等。【 资料卡片资料卡片 】2、用煤进行火力发电的过程中能量是怎样转化的？、用煤进行火力发电的过程中能量是怎样转化的？2001年我国发电总量构成如图年我国发电总量构成如图 2-7， 火力发电居于首位。火力发电居于首位。看图，简述火力发电的工作原理？看图，简述火力发电的工作原理？化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能燃烧 蒸汽 发电机发电机思考：思考：1.煤燃烧的本质是什么？煤燃烧的本质是什么？氧化剂与还原剂之间发生电子转移，即氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子转移，即氧化还原反应。2.请大家根据图请大家根据图 2-8分析火力发电具有那些缺点？分析火力发电具有那些缺点？4.能否将化学能直接转变为电能供我们使用呢？能否将化学能直接转变为电能供我们使用呢？产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。地球的温室效应恶化。3.你能理解你能理解 “ 电子转移必引起化学键的重新组合，同时电子转移必引起化学键的重新组合，同时伴随着体系能量的变化伴随着体系能量的变化 ” 吗？吗？1.在实验在实验 (一一 )中中 ,溶液中的溶液中的 H+在哪块金属上得到电子被还在哪块金属上得到电子被还原生成氢气原生成氢气 ?2.在实验在实验 (二二 )中的铜片上是否有现象中的铜片上是否有现象 ?铜的金属活动性在铜的金属活动性在氢后面，为何在铜的表面有氢气放出呢？实验氢后面，为何在铜的表面有氢气放出呢？实验 (二二 )中中电流表的指针有何变化？电流表的指针有何变化？3.两块活泼性相同的金属按实验二装置电流计指针偏转两块活泼性相同的金属按实验二装置电流计指针偏转 吗？两块活泼性不同的金属与电流计相连电流计指针吗？两块活泼性不同的金属与电流计相连电流计指针偏转吗？偏转吗？实验一实验一Zn Cu Zn Cu实验二实验二A原电池原电池 :把化学能转化为电能的装置。把化学能转化为电能的装置。稀硫酸稀硫酸电极电极 电解质溶液电解质溶液 电极相连电极相连 有无电流有无电流Zn Cu 稀硫酸稀硫酸 相连相连Zn Cu 稀硫酸稀硫酸 Zn Cu 相连相连Zn Zn 稀硫酸稀硫酸 相连相连Cu Cu 稀硫酸稀硫酸 相连相连实验探究实验探究有电流有电流无电流无电流无电流无电流无电流无电流无电流无电流氧化反应氧化反应 还原反应还原反应电极电极 电极材料电极材料 电极反应电极反应 反应类型反应类型ZnCu负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2原原 电电 池池组组 成成条条 件件 活泼性不同的两电极间直接相联或间接相联。活泼性不同的两电极间直接相联或间接相联。 电解质溶液或普通水电解质溶液或普通水 两电极同时插入电解质溶液中两电极同时插入电解质溶液中 .原理原理 通过氧化还原反应将化学能转化为电能通过氧化还原反应将化学能转化为电能电极电极负极：负极： 活泼电极。失去电子发生氧化反应。活泼电极。失去电子发生氧化反应。正极：正极： 相对不活泼电极。溶液中阳离子或氧气得相对不活泼电极。溶液中阳离子或氧气得电子发生还原反应。电子发生还原反应。 电电极极反反应应式式负极：负极： 一定是电极本身失电子一定是电极本身失电子 .正极：正极： 如果负极电极要与电解质溶液中的微如果负极电极要与电解质溶液中的微粒反应则是反应微粒得电子。粒反应则是反应微粒得电子。 如果负极电极如果负极电极不与电解质溶液中的任何微粒反应则为氧气得不与电解质溶液中的任何微粒反应则为氧气得电子：电子： O2+2H2O+4e-=4OH注意：注意： 中有多种阳离子要反应时，注意阳离中有多种阳离子要反应时，注意阳离子得电子的顺序（氧化性越强越先得电子）。子得电子的顺序（氧化性越强越先得电子）。电极总电极总反应式反应式将正、负极的电极反应式相加所得的式子。将正、负极的电极反应式相加所得的式子。电子的电子的流流 向向负极电极失电子负极电极失电子 导线导线 正极正极 阳离子或氧气阳离子或氧气得电子。得电子。判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法1、由组成原电池的两极材活泼性判断正负极：、由组成原电池的两极材活泼性判断正负极：一般是活泼的金属为负极一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极2、根据电流方向或电子流动方向判断：、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；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。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：、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，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。正极总是得电子发生还原反应。【 归纳小结归纳小结 】4、电极反应现象、电极反应现象不断溶解，质量减少为负极；有气体产生不断溶解，质量减少为负极；有气体产生 ,或质量增加或质量增加或不变为正极或不变为正极负极负极 : 较活泼的金属较活泼的金属正极正极 : 较不活泼的金属或非金属导体较不活泼的金属或非金属导体Zn CuA- +稀硫酸Zn FeA稀硫酸CZn Fe CA稀硫酸-+-+ - +A请根据下列原电池正负构造特点，请根据下列原电池正负构造特点，总结出如何判断原电池的正负极总结出如何判断原电池的正负极稀硫酸稀硫酸如图装置，电流表 G发生偏转，同时 A极逐渐变粗， B极逐渐变细， C为电解质溶液，则 A、B、 C应是下列各组中的哪一组（ ） A、 A是锌， B是铜， C为稀 H2SO4 B、 A是铜， B是锌， C为稀硫酸 C、 A是铁， B是银， C为 AgNO3溶液 D、 A是 Ag， B是铁， C为 AgNO3溶液 A CA BD请判断下列原电池的正负极情况和请判断下列原电池的正负极情况和电流方向电流方向硫酸铜Zn FeA硫酸铜Zn CA Fe CA硫酸铜- +- + - +X、 Y、 Z都是金属，把都是金属，把 X浸入浸入 Z的硝酸盐溶的硝酸盐溶液中，液中， X的表面有的表面有 Z析出，析出， X与与 Y组成原电池组成原电池时，时， Y是电池的负极。是电池的负极。 X、 Y、 Z三种金属的三种金属的活动性顺序为（活动性顺序为（ ）C因为因为 X置换出置换出 Z,所以金属性所以金属性负极的金属较活泼负极的金属较活泼 ,所以所以下 页上 页首 页 小 结结 束 把 a、 b、 c、 d四块金属片浸入稀硫酸中，用导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：( )A a b c d B a c d b C c a b . d D b d c a B1、原电池： 把化学能转化为电能的装置2、 原电池原理原电池原电池 负极（较活泼金属）负极（较活泼金属）正极（较不活泼金属或非金属导体）正极（较不活泼金属或非金属导体）3、 判断原电池正、负极的方法较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）1、由组成原电池的两极材料判断；2、根据电流方向或电子流动方向判断；3、根据原电池两极发生的变化来判断；4、电极反应现象活负惰正Cu Cu与稀硫酸进行实验 .Zn 石墨 与稀硫酸进行实验 .Fe l与稀硫酸进行实验 .Cu Zn与乙醇进行实验 .Cu Zn与一个西红柿 (或一个苹果 )进行实验 .Cu 石墨 与稀硫酸进行实验 .要注意指针的偏转方向，判断正负极原电池设计思路：能自发进行的氧化还原反应通常须两个活性不同的电极电解质溶液还原剂在负极失电子，发生氧化反应，氧化剂在正极得电子 ,发生还原反应Fe比 Fe不活泼的金属或石墨CuSO4 、 CuCl2等负极：正极：电解质溶液：思 考 题请根据反应 :Fe+Cu2+=Fe2+Cu设计原电池，你有哪些可行方案 ?Cu2+溶液思 考 题请根据反应 2Fe3+Fe=3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案 ?Fe-Cu FeCl3Fe-C Fe(NO3)3Fe-Ag Fe(SO4)3通过上述实验设计，试说明化学电池由几部通过上述实验设计，试说明化学电池由几部分构成，它的组成条件是什么？分构成，它的组成条件是什么？【 思考与交流思考与交流 】Zn二 .构成原电池的条件 :1、自发进行的氧化还原反应2、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。（一般负极与电解质发生氧化还原反应）3、两极材料均插入电解质溶液中 。 4、两极相连形成闭合回路。1、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（ ） 稀 H2SO4Zn Zn(A)稀 H2SO4Cu Zn(B)稀 H2SO4Zn C(C)C如图装置，电流表 G发生偏转，同时 A极逐渐变粗， B极逐渐变细， C为电解质溶液，则 A、B、 C应是下列各组中的哪一组（ ） A、 A是锌， B是铜， C为稀 H2SO4 B、 A是铜， B是