必修 第二册第2节 化学反应与能量转化示范课ppt课件

这是一份必修 第二册第2节 化学反应与能量转化示范课ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了原电池，知识点一，氧化还原反应，化学能，锌片逐渐溶解，银片上有红色物质析出等内容，欢迎下载使用。

1.原电池定义原电池是利用　 　　　　　将　　　　直接转化为　　　的装置。 
2.原电池原理(1)氢氧燃料电池
(2)氢氧燃料电池的构成要素
(3)氢氧燃料电池的工作原理①电极反应式:负极:　　　　　　　　　　　(　　　反应) 正极:　　　　　　　　　　　(　　　反应) ②原电池总反应:　　　　　　　　　　　 ③粒子流向a.电子流向(外电路):　　　极→导线→　　　极;电流方向与电子流向相　　　。 b.离子流向(内电路):阴离子向　　　极移动,阳离子向　　　极移动。 
2H2-4e-=4H+
O2+4H++4e-=2H2O
2H2+O2=2H2O
3.构成原电池的基本条件(1)能自发发生的　　　　　反应; (2)两个电极能　　　的材料如金属、石墨或金属氧化物作电极材料; (3)形成　　　回路; (4)电解质溶液两电极均放入电解质溶液中形成　　　回路。 
[素养养成] 1.原电池的负极反应物只能是金属吗?
[答案]不是,理论上说任何氧化还原反应都有电子转移,所以除了金属能作原电池的负极反应物外,能发生氧化还原反应的非金属中,也有可能作负极反应物。
2.原电池工作时,负极失去的电子总数与正极得到的电子总数有何关系?为什么?
[答案]相等。原电池中,负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,根据氧化还原反应中电子守恒规律知,正极上得电子总数与负极上失电子总数相等。
例1 关于原电池的下列说法正确的是(　　)A.在正极上发生氧化反应B.一般化学性质较活泼的金属为负极C.在外电路电子流出的是正极D.原电池是由电能转化为化学能的装置
[解析] 一般原电池相对较活泼的金属作负极,负极本身参与反应,失去电子被氧化,是电子流出的一极。相对不活泼的金属或非金属作正极,正极上电解质溶液中的阳离子得到电子被还原,是电子流入的一极。因此,原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
[解析] 原电池都是将化学能转化为电能的装置,故A正确;氢氧燃料电池的负极通入H2,发生氧化反应;正极通入O2,发生还原反应,故B正确;C项中反应不是可逆反应,C项错误;推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水,故D正确。
[易错警示] 原电池中电子和离子移动情况 电子的移动方向:从负极流出,经导线流向正极。离子的移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
1.实验方案设计及实施
2.工作原理当把铜片和锌片一同浸入稀硫酸中时,(1)锌比铜活泼,锌原子容易　　　电子被　　　为　　　进入溶液。 (2)　　片上的电子通过导线流向　　片。 (3)溶液中的H+从铜片上　　　电子被　　　生成H2而逸出。 (4)电子在导线上定向移动,形成电流。负极反应(氧化反应):　　　　　 。 正极反应(还原反应):　　　　　　。 
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
3.几种常见化学电池(1)干电池属于　　　　　,如锌锰电池。 (2)充电电池又称　　　　　　,如铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池。 (3)燃料电池其能量转换效率高,能长时间提供电能。如氢氧燃料电池。
[素养养成] 1.反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”能否设计成原电池,若能,该电池的负极材料是什么?正极材料是什么?电解质溶液是什么?
[答案]能。负极材料是Cu,正极材料为C。电解质溶液为AgNO3溶液。
2.能否应用原电池对金属进行保护?
[答案]可以,利用原电池保护金属,被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如,要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极。
例3 下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　)A.2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑B.2H2+O2 2H2OC.Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4D.Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
[解析] D项中的反应不属于氧化还原反应,不能设计成原电池。
例4 如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是(　　) 　　　A　　　　　B　　　 　　C　　　　 　 D
[解析] A中两极不与电解质溶液反应,且两极材料一样,不能产生电势差;C不是闭合回路;D中酒精不是电解质,不能作离子导体。
[规律方法] 原电池设计的一般思路设计原电池时,首先要根据所提供的氧化还原反应的特点进行设计。原电池的设计要紧扣原电池的构成条件。具体方法是:(1)以自发进行的氧化还原反应为基础。(2)分析氧化还原反应,从中找出氧化剂和还原剂,并把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应。(3)以电极反应为基础,根据原电池的工作原理确定电极材料和电解质溶液。通常还原剂即为负极材料,氧化剂为电解质溶液中的某种阳离子,正极材料必须比负极材料的活泼性弱或选石墨作电极。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)原电池是把化学能转化成电能的装置(　　)(2)原电池工作时,正极和负极上发生的都是氧化还原反应(　　)(3)原电池中电子由负极通过导线到正极,然后由正极经溶液再到负极,形成闭合回路(　　)(4)原电池中两电极如果都是金属,一般活泼的金属作负极(　　)(5)铜、锌、稀硫酸组成的原电池中,如果把稀硫酸换成乙醇也能形成原电池(　　)(6)锌、铜和盐酸构成的原电池工作时,锌片上有6.5 g锌溶解,正极上就有0.1 g氢气生成(　　)
2.如图的烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是(　　)  　　　 A　　　　B　　　　 C　　　 　　D
3.如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图,下列有关说法中不正确的是(　)A.电池内部含有电解质B.锌是负极材料,石墨棒是正极材料C.电池用完后可埋入土壤D.锌锰干电池是一次电池
4.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(　　)A.①③②④ B.①③④② C.③④②① D.③①②④
5.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是(　　)A.外电路电流方向:X→外电路→YB.若两极分别为铁棒和碳棒,则X为碳棒,Y为铁棒C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y
6.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,A为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,C极产生大量气泡;④B、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,D极发生氧化反应。据此,判断四种金属的活动性顺序是(　　)A.A>B>C>D B.A>C>D>B C.C>A>B>DD.B>D>C>A
[解析] 金属与稀硫酸溶液组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属为正极,H+在正极表面得到电子生成氢气,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。题中由①知金属活动性A>B,由②知C>D,由③知A>C,由④知D>B。综合以上信息可知金属活动性A>C>D>B。
7.如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,其中正确的是(　　)①Zn为正极,Cu为负极 ②H+向负极移动③电子是由Zn经外电路流向Cu ④Cu极上有H2产生⑤若有1 ml电子流过导线,则产生的H2的物质的量为0.5 ml⑥正极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+A.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥D.②③④
8.如图所示,在银锌原电池中,以硫酸铜溶液为电解质溶液,锌为　　极,该电极上发生的是　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为　　　　　 , 锌片上观察到的现象为　　　　　　　;银为　　极,电极上发生的是　 　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是　　　　　　,银片上观察到的现象是　　　　　　　　　　　　。 
Cu2++2e-=Cu　
1.下列关于原电池的叙述中,不正确的是(　　)A.原电池的负极发生的反应是氧化反应B.原电池的电极只能由两种活动性不同的金属构成C.原电池能将化学能转化为电能D.原电池中电子流入的一极是正极
[解析] 原电池的负极失电子被氧化,发生氧化反应,故A正确;构成原电池正、负极的材料不一定是两种活动性不同的金属,也可能是可导电的非金属和金属,故B错误;
根据原电池的工作原理,原电池是将化学能转化为电能的装置,故C正确;原电池放电时,电子转移的方向是从负极沿导线流向正极,所以正极为电子流入的一极,故D正确。