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1、1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。2.理解原电池的概念及工作原理。3.理解原电池的构成条件。,第2节 化学能与电能,学习目标,第1课时 原电池化学能转化为电能,电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机这一切都依赖于电池的应用。那么，电池的电能是如何产生的呢？这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。,一.能源分类,二、化学能与电能的相互转化,1.火力发电化学能间接转化为电能,我国目前发电总量构成,分析教材图2-8，火力发电的原理是什么？,化石燃料化学能,燃烧,蒸汽,发电机,热能,机械能,电能,火力发电有什么利和
2、弊？,利,弊,技术成熟我国煤炭资源丰富,燃料廉价易得投资较少，建厂快,化石燃料不可再生，面临枯竭产生SO2、NO2等污染气体，导致酸雨等污染排出大量的温室效应气体.能量转换环节多、效率低，造成资源浪费,思 考,火力发电利用煤的燃烧这一氧化还原反应，在燃烧时，还原剂失的电子直接由氧化剂得到，不存在电子的定向移动，需要经过一系列能量转换才能将氧化还原反应的化学能转换为电能；那么能否发明一种装置将氧化还原反应中的电子转移转化为电子的定向移动，从而使化学能直接转化为电能呢？,实践活动：自制电池水果电池。如下图：,【实验探究一】,实验现象：,发生反应：Zn+2H+Zn2+H2，反应中Zn失电子变成Zn2
3、+进入溶液，溶液中的H+在Zn单质表面直接得电子变成H2逸出，化学能转化为。有没有办法让这种电子的转移变成电子的定向移动从而产生电流？,锌片上有气泡,铜片上无明显现象。,把锌片和铜片分别插入到稀H2SO4中,观察现象。,思考与交流一：,热能,【实验探究二】,用导线把锌片和铜片连接起来，插入到稀H2SO4中,观察现象。,铜片上有气泡产生；锌片加速溶解，表面无气泡产生。,实验现象：,思考与交流二：,通过实验现象分析，当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，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
4、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PPT),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PPT),铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，无气泡，电流表的指针发生偏转。,实验结论：导线中有电子的定向移动，有电流通过。,【实验探究三】,在探究二装置的导线中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转?,实验现象：,通过这个装置，我们实现了把 的电子转移变成电子的定向移动，从而产生，化学能 转化为。,氧化还原反应,直接,电能,电流,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
5、（共29张PPT),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PPT),(1)定义：使化学能转化为电能的的装置，叫做原电池。,2.原电池,规定,负极：,正极：,电子流出（或电流流进）的一极,电子流进（或电流流出）的一极,(2)工作原理(以ZnCuH2SO4原电池的为例分析）,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PPT),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PPT),还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,电子从负极锌片流出,流入正极铜片,经外电路,阳离子:
6、移向正极,阴离子移向负极,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PPT),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PPT),原电池的工作原理图示,注：电子不下河(即不进入电解质溶液)，离子不上岸(即只在电解质溶液中移动)。,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PPT),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PPT),原电池化学反应的本质是氧化还原反应。通过原电池装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同电极上进行，两个电极中，较活泼的金属（负极）发生氧化反应，电子从较活泼
7、的金属（负极）流出,通过导线流向较不活泼的金属或非金属（正极），转移的电子经过导线形成电流。,思考：原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？,认真分析下面四组对比实验，你能得出构成原电池的条件吗？,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PPT),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PPT),（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一：活泼性不同的两个电极,一般的，负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等(常只起导电作用,第一组实验,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
8、PPT),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PPT),（可以）,（不可以）,形成条件二：电极需插入电解质溶液中,第二组实验,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PPT),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PPT),形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,第三组实验,（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PPT),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PPT),第四组实验,u,（不可以）,形成条件四：必须具备一个自发
9、进行的氧化还原反应（中学指放热的氧化还原反应）,（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PPT),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PPT),(3)构成原电池的条件,有两种活动性不同的金属（或能导电非金属）作电极。一般的，较活泼金属为负极；较不活泼金属（或非 金 属）为正极常只起导电作用。电极材料均插入电解质溶液中。一般的，酸、碱、盐溶液的某种成分能和负极发生氧化还原反应两极相连形成闭合电路。能自发发生的氧化还原反应（指放热的氧化还原反应）。,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PPT
10、),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PPT),【实践活动】,根据构成原电池的条件可知：利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等如何在家制作原电池？,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PPT),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PPT),例1.如图装置中，明显有电流产生的是(),解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原电池的构成条件。,C
11、,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PPT),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PPT),例2.2019河南省实验中学高一检测关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的是（）A.原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属B.正极上发生还原反应，一定产生气体C.电子流出的一极为负极D.阴离子在电解质溶液中向正极移动解析：A错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可以是两种不同金属，也可以是一种金属、一种非金属。B错，原电池中正极上发生还原反应，但不一定产生气体。C对，原电池中电子流出的一极为负极，电子由负极流向
12、正极。D错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动。,C,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PPT),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PPT),例3.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。,根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH变化是_。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。,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PPT),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
13、PPT),解析：据装置甲知活动性：AB，A作负极，电极反应式为A2e=A2；据装置乙知活动性：BC，正极反应式为Cu22e=Cu；据装置丙知活动性：DA，正极反应式为2H2e=H2，故c(H)减小，pH增大。据甲、乙、丙知活动性强弱顺序：DABC。答案：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC,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PPT),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PPT),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PPT),人教版必修二第二章第二节第一课时：原电池
14、的工作原理及构成条件（共29张PPT),解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，这说明a电极是负极，失去电子，b电极是正极，溶液中的铜离子得到电子，则金属性a b。b极有气体产生，c极无变化，说明金属性b c。d极溶解，c极有气体产生，说明d电极是负极，c电极是正极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，则金属性d c。电流计指示在导线中电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，a电极是正极，则金属性d a。综上所述，四种金属的活动性顺序是d a b c。答案：C,人教版必修二第
15、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PPT),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PPT),C,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PPT),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PPT),例6.(2018天津高一检测)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是,解析A项，锂离子电池是把化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反应，是把化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故错误。,1,2,3,4,5,
16、6,例7.(2019吉安适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是A.电子由铜通过导线流向锌B.该装置是将电能转化为化学能的装置C.锌电极发生氧化反应D.电流由锌通过导线流向铜,1,2,3,4,5,解析A项，铜作正极，锌作负极，因此电子由锌通过导线流向铜，故错误；B项，该装置将化学能转化为电能，故错误；C项，锌作负极失去电子，发生氧化反应，故正确；D项，电子与电流的方向相反，因此电流由铜极流向锌极，故错误。,6,例8.下列装置能将化学能转化为电能的是,1,2,3,4,5,解析A、C项装置中的两个金属电极相同，不能构成原电池，错误；B项，该装置符合原电池的构成条件，Zn作负极，Cu作正极，该装置能将化学能转化为电能，正确；D项，该装置不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，错误。,6,
