高一年級化學(xué)備課組2013年3月10號化 學(xué) 必 修 2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)能與電能第一課時 1、 氧 化 還 原 反 應(yīng) 的 特 征 是 有 元 素 _的 變化 （ 升 或 降 ） ， 其 本 質(zhì) 是 存 在 電 子 的 _或 電 子對 的 偏 移 。2、 反 應(yīng) 中 元 素 化 合 價 _的 變 化 是 氧 化 反 應(yīng) ， 得到 電 子 的 變 化 是 _反 應(yīng) 。3、 下 列 變 化 屬 于 氧 化 還 原 反 應(yīng) 的 是 ( )AB Zn+H2SO4=H2+ZnSO4C NaOH+HCl=NaCl+ H2O D CO 2+CaO=CaCO3 預(yù) 習(xí) 與 自 學(xué) 如 果 氧 化 還 原 反 應(yīng) 的 電 子 轉(zhuǎn) 移 能 按 規(guī) 定 路線 （ 導(dǎo) 線 ） 轉(zhuǎn) 移 ， 你 認(rèn) 為 將 產(chǎn) 生 什 么 ？ 電流化 合 價得 失升 高還 原 A B 1、 一 次 能 源 是 指 _， 電 力屬 于 _次 能 源 。2、 火 力 發(fā) 電 是 指 通 過 化 石 燃 料 的 燃 燒 ， 使 能先 轉(zhuǎn) 化 為 _能 并 最 終 轉(zhuǎn) 化 為 _能 的 過 程 。3、 原 電 池 就 是 將 _能 轉(zhuǎn) 化 為 _能 的 裝 置 ，原 始 的 化 學(xué) 電 池 就 是 依 據(jù) 原 電 池 原 理 制 成 的 。自 然 界 直 接 提 供 的 能 源二 化 學(xué)熱 電化 學(xué) 電火 電 廠 工 作 原 理化 學(xué) 能 熱 能 機(jī) 械 能 電 能 燃 燒 蒸 汽 發(fā) 電 機(jī) Cu ZnH2SO4在鋅片表面有氣泡銅片表面沒有氣泡實 驗 探 究 請 你 先 預(yù) 測 下 列 實 驗 的 現(xiàn) 象 ， 再 動 手實 驗 ， 觀 察 現(xiàn) 象 。Cu ZnH2SO4銅片表面電流計指針偏轉(zhuǎn)A Cu ZnH2SO4e- 負(fù) 極Zn Zn2+-2e-2H+ H2+2e- 鋅 片銅 片 氧 化 反 應(yīng)還 原 反 應(yīng)正 極 Zn 2H+ Zn2+ H2+ = +得 電 子電 子 流 入 失 電 子電 子 流 出 電 極材 料 現(xiàn) 象 電 子得 失 電 極 反 應(yīng) 原 電 池 的 電 極Zn片Cu片總 的 離 子 反 應(yīng) 方 程 式失得 Zn 2e- Zn2+2H+ 2e- H2 負(fù) 極正 極Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有 氣體 產(chǎn)生Zn片溶 解 各 小 組 按 圖 進(jìn) 行 探 究 。 總 結(jié) 你 們 的 探 究 成 果 并 與其 他 小 組 交 流 。你 們 所 制 作 的 實 際 上 是 一種 _裝 置 ，_現(xiàn) 象 可以 證 實 你 們 的 結(jié) 論 。原 電 池音 樂 卡 發(fā) 聲 總 結(jié) 1： 原 電 池 的 構(gòu) 成 ： 從 能 量 轉(zhuǎn) 化 角 度 看 ， 原 電 池是 將 能 直 接 轉(zhuǎn) 化 為 能 的 裝 置 ； 從 化 學(xué) 反 應(yīng) 來 看 ，原 電 池 的 原 理 是 反 應(yīng) 中 的 還 原 劑 失 去 的 電 子 經(jīng)過 導(dǎo) 線 傳 遞 給 氧 化 劑 ， 使 氧 化 還 原 反 應(yīng) 分 別 在 兩 個 電 極上 進(jìn) 行 ， 從 而 產(chǎn) 生 電 流 。交 流 、 展 示 與 總 結(jié)交 流 1： 現(xiàn) 在 你 們 小 組 知 道 了 原 電 池 是 怎 樣 構(gòu) 成 的 了 嗎 ?化 學(xué) 電氧 化 還 原 鋅 失 去 電 子 通 過 導(dǎo) 線 轉(zhuǎn) 移 至 銅 ， 氫 離 子在 銅 極 上 得 到 電 子 形 成 氫 氣 分 子 交 流 3： 電 池 中 有 正 負(fù) 兩 極 ， 你 所 探 究 的 銅 鋅 原 電池 中 ， 正 極 是 _， 負(fù) 極 是 _； 從 得 失 電 子角 度 看 ， 正 極 發(fā) 生 了 _反 應(yīng) ， 負(fù) 極 發(fā) 生 了_反 應(yīng)總 結(jié) 3：負(fù) 極 ： 電 子 （ 填 得 或 失 ） ， 發(fā) 生 反 應(yīng) （ 如 上述 原 電 池 中 的 片 ） ；正 極 ： 電 子 （ 填 得 或 失 ） ， 發(fā) 生 反 應(yīng) （ 如 上述 原 電 池 中 的 片 ）總 結(jié) 2： 必 須 存 在 一 個 能 夠 發(fā) 生 的 氧 化 還 原 反 應(yīng)銅 鋅氧 化 反 應(yīng) 還 原 反 應(yīng)得 失 氧 化還 原銅鋅交 流 2： 是 否 所 有 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 都 可 以 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 ？ 通 過觀 察 和 探 究 ， 構(gòu) 成 原 電 池 有 哪 些 要 素 ？ 總 結(jié) 4：電 極 反 應(yīng) 式 ： 表 示 負(fù) 極 、 正 極 得 失 電 子 的 情 況的 式 子 。上 述 Zn Cu 稀 H2SO4原 電 池 中 兩 個 電 極 反應(yīng) 式 ： 正 極 （ ） ： ；負(fù) 極 （ ） ： ；總 反 應(yīng) 式 ： 。Zn-2e- =Zn2+2H+2e- =H2Zn+2H + =Zn2+H2銅鋅 如 何 用 化 學(xué) 語 言 表 示 原 電 池 原 理 ？ 思考與交流通過以上實驗和探究，試說明化學(xué)電池由幾部分組成，它的組成條件是什么？ 2、 總 結(jié) 歸 納 原 電 池 的 構(gòu) 成 條 件 ： 有 兩 種 活 動 性 不 同 的 金 屬 （ 或 非 金 屬 導(dǎo) 體 ）作 電 極 。 電 極 材 料 均 插 入 電 解 質(zhì) 溶 液 。 兩 極 相 連 形 成 閉 合 電 路 中 。 有 一 個 自 發(fā) 的 氧 化 還 原 反 應(yīng) CH2SO4 （ 不 可 以 ） （ 不 可 以 ）（ 可 以 ） （ 不 可 以 ） 概 念 ： 將 化 學(xué) 能 轉(zhuǎn) 化 成 電 能 的 裝 置 稱 為原電池原 電 池負(fù) 極 （ 鋅 片 ） ：正 極 （ 銅 片 ） ：原電池總反應(yīng)：Zn-2e- =Zn2+2H+2e- =H2電極名稱及電極反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2實 質(zhì) :氧 化 還 原 反 應(yīng) 分 開 在 兩 極 進(jìn) 行 ， 還 原 劑 所 失去 的 電 子 通 過 導(dǎo) 線 轉(zhuǎn) 移 到 氧 化 劑 。電 流 方 向 :正 極 到 負(fù) 極電 子 方 向 :由 負(fù) 極 經(jīng) 導(dǎo) 線 到 正 極 AZn FeH2SO4 負(fù) 極 ：正 極 ：Zn 2e = Zn2+2H+ + 2e = H2 CuFeH2SO4CuZnH2SO4 CuFeNaCl溶 液CuZn酒 精 CuZnH2SO4 H2SO4A B C DE F M nZ nZ4OS2H NnZ Cu4OS2Cu uC4OS2H下 列 哪 幾 個 裝 置 能 形 成 原 電 池 ？V XVV VX X X【 檢 測 與 反 饋 】 A B C D正 極 Zn Cu Cu Fe負(fù) 極 Cu Zn Zn Zn電 解 質(zhì) 溶 液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl 如 下 圖 所 示 的 裝 置 能 夠 組 成 原 電 池 且 產(chǎn) 生 電 流 的 是（ ）G G G G稀 硫 酸 A 稀 鹽 酸B 硫 酸 銅 溶 液C 乙 醇 水 溶 液D鐵 石墨 銅 鋁 銅 鋅 鋅銅A B C 1.把 a、 b、 c、 d四 塊 金 屬 片 浸 入 稀 硫 酸 中 ， 用導(dǎo) 線 兩 兩 相 連 組 成 原 電 池 。若 a、 b相 連 時 ， a為 負(fù) 極 ； c、 d相 連 時 ， 電 流 由 d到 c； a、 c相 連 時 ， c極 上 產(chǎn) 生 大 量 氣 泡 ， b、 d相 連 時 ， b上 有 大 量 氣 泡 產(chǎn) 生 ， 則 四 種金 屬 的 活 動 性 順 序 由 強(qiáng) 到 弱 的 為 ( ) ： A a b c d B a c d b C c a b . d D b d c a B3.鞏 固 練 習(xí) 2.由 銅 、 鋅 和 稀 硫 酸 組 成 的 原 電 池 工 作 時 ,電 解 質(zhì)溶 液 的 pH怎 樣 變 化 ： ( ) A 不 變 B.先 變 小 后 變 大 C 逐 漸 變 大 D 逐 漸 變 小 C 設(shè) 計 一 個 原 電 池 裝 置 使 之 發(fā) 生 2Fe3+Fe=3Fe2+的 反 應(yīng)課 后 練 習(xí) 1.干 電 池 (普 通 鋅 錳 電 池 ） . 干 電 池 用 鋅 制 桶 形 外 殼 作負(fù) 極 ， 位 于 中 央 的 頂 蓋 有 銅帽 的 石 墨 作 正 極 ， 在 石 墨 周圍 填 充 NH4Cl、 ZnCl2和 淀粉 作 電 解 質(zhì) 溶 液 ， 還 填 充MnO2的 黑 色 粉 末 .常 見 的 化 學(xué) 電 源為 了 延 長 電 池 壽 命 和 提 高 其 性 能 ， 人 們 將 電池 內(nèi) 的 電 解 質(zhì) NH 4Cl換 成 濕 的 ， 并在 構(gòu) 造 上 作 了 改 進(jìn) ， 制 成 了 性 電 池 。 KOH堿 2.鉛 蓄 電 池 . 正 負(fù) 極 材 料 和 電 解 液 .正 極 ： PbO2 負(fù) 極 ： Pb電 解 質(zhì) ： H2SO4溶 液放 電 過 程 總 反 應(yīng) ：Pb + SO42- - 2e- =PbSO4 正 極 ：負(fù) 極 ： .放 電 過 程 .PbO2 + 4H+SO42- + 2e- =2PbSO4 +2H2OPb+PbO 2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O .鉛 蓄 電 池 充 電 的 反 應(yīng) 則 是 上 述 反 應(yīng) 的 逆 過 程 . 新 型 充 電 電 池 ：鎳 鎘 電 池 ， 以 為 負(fù) 極 ， 為 正 極 ， 以 為 電 解 質(zhì) ， 壽 命 比 鉛 蓄 電 池 長 ， 但 鎘 是 致 癌 物 質(zhì) ，廢 棄 鎳 鎘 電 池 如 不 回 收 ， 會 嚴(yán) 重 污 染 環(huán) 境 ， 電 池 的 面 世 會 初 步 解 決 鎳 鎘 電 池 的 環(huán) 境 污 染 問 題 。堿 金 屬 中 的 密 度 小 ， 單 位 質(zhì) 量 放 出 的 電 能 多 ，金 屬 活 動 性 強(qiáng) ， 是 制 造 電 池 的 理 想 物 質(zhì) 。 因 此 目前 新 一 代 可 充 電 的 綠 色 電 池 是 電 池 。 Cd NiO(OH)鋰 鋰 離 子 氫 氧 燃 料 電 池 原 電 池 原 理 的 應(yīng) 用1、 設(shè) 計 各 種 實 用 電 池 ,使 其 具 有 節(jié) 約 能 源 、方 便 、 環(huán) 保 等 優(yōu) 點 以 滿 足 人 類 需 要 及 可持 續(xù) 發(fā) 展 的 要 求2、 對 金 屬 的 腐 蝕 進(jìn) 行 防 護(hù) 等 一 節(jié) 一 號 電 池 爛 在 地 里 ，能 使 一 平 方 米 的 土 壤 永 久失 去 利 用 價 值 ， 一 粒 紐 扣式 電 池 可 以 使 600噸 水 無 法飲 用 ， 相 當(dāng) 于 一 個 人 一 生的 飲 水 量 ， 若 將 廢 電 池 混入 生 活 垃 圾 中 填 埋 ， 可 滲出 汞 等 重 金 屬 離 子 電 池 對 環(huán) 境 的 影 響 原 電 池 原 理 的 綜 合 應(yīng) 用 .例 市 場 上 出 售 的 “ 熱 敷 袋 ” 的 主 要 成 分 為 鐵 屑 、 炭 粉 、木 屑 、 少 量 氯 化 鈉 和 水 等 .“ 熱 敷 袋 ” 啟 用 之 前 用 塑 料袋 使 其 與 空 氣 隔 絕 ， 啟 用 時 ， 打 開 塑 料 袋 輕 輕 揉 搓 就會 放 出 熱 量 .使 用 完 后 ， 會 發(fā) 現(xiàn) 有 大 量 鐵 銹 存 在 .1).“ 熱 敷 袋 ” 是 利 用 放 出 熱 量 .2).炭 粉 的 主 要 作 用 是3).加 入 氯 化 鈉 的 主 要 作 用 是 .4).木 屑 的 作 用 是 _. 鐵 被 氧 化與 鐵 屑 、 氯 化 鈉 溶 液 構(gòu) 成 原 電 池 ， 加 速 鐵 屑 的 氧 化氯 化 鈉 溶 于 水 、 形 成 電 解 質(zhì) 溶 液使 用 “ 熱 敷 袋 ” 時 受 熱 均 勻 3.燃 料 電 池 . 氫 氧 燃 料 電 池 是 一 種 新 型 的化 學(xué) 電 池 ， 其 構(gòu) 造 如 圖 示 ：兩 個 電 極 均 由 多 孔 性 碳 制 成 ，通 入 的 氣 體 由 孔 隙 逸 出 ， 并在 電 極 表 面 放 電 .負(fù) 極 ： 2H2+4OH- 4e- 4H2O 正 極 ： O2+2H2O 4e- 4OH-總 反 應(yīng) ： 2H 2 O2 2H2O優(yōu) 點 ： 能 量 轉(zhuǎn) 化 率 高 ， 可 持 續(xù) 使 用 ， 對 環(huán) 境 友 好 . 用 途 ： 宇 宙 飛 船 等 ， 應(yīng) 用 前 景 廣 闊 . 觀 察 ：1、 單 獨 將 鋅 片 插 入 稀 硫 酸 中 鋅 片 上 的現(xiàn) 象 是 _， 單 獨 將 銅片 插 入 稀 硫 酸 中 銅 片 上 是 否 有 明 顯 現(xiàn)象 _。2、 若 將 鋅 片 與 銅 片 用 導(dǎo) 線 相 連 銅 片 上有 _產(chǎn) 生 。3、 若 將 鋅 片 與 銅 片 的 導(dǎo) 線 上 接 上 電 流計 則 電 流 計 指 針 發(fā) 生 _， 這 說明 導(dǎo) 線 中 產(chǎn) 生 了 _。 探 究 鋅 片 上 產(chǎn) 生 氣 泡無 明 顯 現(xiàn) 象銅 片 上 有 氣 泡 偏 轉(zhuǎn)電 流