人教版化学必修二2.2 化学能与电能-原电池 同步讲课课件高中化学公开优质课

A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－ B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l) －6e－ ===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－(aq)
【答案】 C 【点拨】 甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应，氧气在 正极发生还原反应，故B、D错误；A项不是电极反应式。
特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
（3）燃料电池
氢氧燃料电池(碱性介质）：
负极：
2H2＋4OH— －4e— ＝4H2O （氧化反应）
正极：
氢氧燃料电池结构
O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反应） 总反应：2H2＋O2＝2H2O
练习 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利 用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的 燃料电池发电，电池负极反应为( )
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
练习2：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
I e-
e- I
Ag
Fe
Zn
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
负极( Fe ): Fe－2e - = Fe 2+ . 负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+ .
人教版高一化学必修二第二章第二节化学能和电能
间接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
装置
直接：
原电池
工 作
概
构 成
原念条
理
件
原电池知识要点

1.原电池 将化学能转化成电能的装置 原理: 氧化还原反应
2.原电池的工作原理 负极（锌片）：Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)
一、化学能转变为电能（温故知新）
1.原电池 将化学能转化成电能的装置 原理: 氧化还原反应
2.原电池的工作原理 负极（锌片）：Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极（铜片）：
一、化学能转变为电能（温故知新）
1.原电池 将化学能转化成电能的装置 原理: 氧化还原反应
2.原电池的工作原理 负极（锌片）：Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极（铜片）：2H++2e=H2↑
实验探究 ➢在你的实验桌上提供的药品和电极中选择：
实验创新
➢在你的实验桌上提供的药品和电极中选择： a.更换溶液，有什么现象发生？电流表指 针是否偏转？
改变条件 更换溶液
电流表指针
改变条件
电流表指针
更换溶液
CuSO4溶液 乙醇
改变条件
电流表指针
更换溶液
CuSO4溶液 乙醇
偏转
改变条件
电流表指针
实验探究 教材P40[实验2-4]
①分别把锌片和铜片插 入到稀H2SO4中，观察现象；
实验探究 教材P40[实验2-4]
①分别把锌片和铜片插 入到稀H2SO4中，观察现象；
现象：锌片上有大量气 泡，铜片上没有气泡。
实验探究 教材P40[实验2-4]
①分别把锌片和铜片插 入到稀H2SO4中，观察现象；
②外电路：自由电子导电。 金属导线将两根电极相连，或两根电极 直接接触。
电子流向：电子从负极流出，经外电路 流向正极。（电流方向与电子移动方向相反）
③内电路：离子导电。

第二节 化学能与电能
思考：火力发电有什么缺点？
1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机
2.煤炭燃烧会产生污染性气体 3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
直接？
原电池：把化学能转变为电能的装置。
探究：原电池由几部分组成，它的构成条件是什么？
第一组: 原电池 的两级
第二组: 原电池 的溶液
第三组: 原电池 的电路
G
G Cu
G Cu
不偏转
NaCl溶 液
偏转
偏转
电极材料均插入 电解中质。溶液
第三组: 原电池 的电路
实验探究1
G
G Cu
电流计 指针是 否偏转
构成原 电池的 条件三:
不偏转
两极相连形成
偏转
闭。合电路
一、原电池
1、构成原电池的条件(两极一液一连线) ★电极：有两种活泼性不同的金属（或一 种是能导电的非金属单质）作电极 ★溶液：电极材料均插入电解质溶液中 ★导线：两极相连形成闭合电路
3.现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)Cu＋2Ag＋===Cu2＋
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_________。 (2)如果不能，说明其原因_______________。 (3)如果可以，则写出正、负极材料、 其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)： 负极：________，__________________，________。 正极：________，_____________________，________。
【当堂过关】 1.下列装置能形成原电池的是( )
A.①②③⑦ C.①②③④
B.①②⑤⑥ D.①②③⑥⑦

ZN＋CU2＋===ZN2＋＋CU，此反应的原电池的正确组成是
()
C
努力，未来老婆的婚纱都是租的。只有你的笑才能让你在无尽黑暗中找到光明。我受过的伤都是我的勋章。知世故而不世故，是最善良的成熟。愿你早日领 教过这世界深深的恶意，然后开启爱他吗谁谁的快意人生。第二名就意味着你是头号输家——科比·布莱恩特。当你感觉累的时候，你正在走上坡路。如果 每个人都理解你，那你得普通成什么样。赚钱的速度一定要超过父母变老的速度。不断地发现以前的自己是个傻逼的过程，就是成长。脾气永远不要大于本 事。你那能叫活着么？你那“你如今的气质里，藏着你走过的路，读过的书，和爱过的人。”素质是家教的问题，和未成年没关系。总会有人是第一，那为 什么不能是我？你可以没钱没颜，但你不可以不努力。如果今天我取得了成功，一定是昨天我拼上了全部努力。阳光里做个孩子风雨里做个大人。枯木逢春
为什么在海水中行驶的船特别容易腐蚀？
为了解决这个问题，在船底绑 很多的锌块，这是什么原理呢？
填空：锌铜-硫酸铜电池
负
氧化
锌片： 极 ，Z发n－生2e－=反Zn应2+，
电极反应： ________________
铜片：_正__极 发生 _还__原___反应，
电极反应：__C_u_2_+_+_2_e_－__=_C_u_____
2001年我国发电总量构成图
火电站工作原理示意图
1.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
1.排出大量的温室效应气体. 2.有废气可能导致酸雨 3.废料 4.废水 5.能量转换效率低
小结：
1、原电池的定义： 2、工作原理： 3、反应本质： 4、电子流向（外电路） ： 5、溶液中（内电路）离子移动： 6、如何判断原电池的正负极： 7、原电池原理的应用：

方案1：称量实验前后铜片或锌片的质量。
方案2：观察溶液的颜色，看有无Cu2+生成
实验2—4
[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
A
Zn
锌表面无气泡，
Cu
实验现象
思考问题
寻找答案
组内交流
列出想法
铜表面有气泡，
电流表发生偏转。
稀H2SO4
解释实验现象
要求：请选择上述用品，设计原电池装置，
并画出装置简图，仪器药品不限。
序号
实验
装置
？构成
原电池
构成
原电池
的条件
①
②
③
A
A
能
能
2个电极：活动性不同的2种金属
或 金属+非金属
A
不能
序号
实验
装置
？构成
原电池
构成
原电池
的条件
④
⑤
A
能
⑥
A
A
能
不能
电极必须插在电解质溶液中
序号
实验
装置
⑦
⑧
⑨
Zn
A
Cu
H2SO4
②铜片表面无气泡
Cu不与稀H2SO4反应
实验三 用导线把实验二Βιβλιοθήκη 的锌片和铜片连接起来,观察实验现象并记
录(注意两块金属片不要相接触)
实验现象
实验三
铜片表面有气泡
锌片逐渐溶解
结
?
论
实验四 如图所示在导线中间连接一个灵敏电流计,观察电流计的指针是
否发生偏转,如果是偏向哪边?请记录现象

第2节 化学能与电能
电无处不在：
热 电
太 阳
能
风 电
水 电
核
电
电---我们自己做
化学能 ？ 电能
实验探究：
Zn片
实验1
锌片
现象
Zn表面冒气泡，Zn溶解 Zn+2H+ = Zn2++H2↑ （发生氧化还原反应）
Cu片
现象
实验2
铜片 无明显现象 铜不与硫酸反应
实验3
铜片 锌片
实验4
现象
Cu表面冒气泡 Zn片溶解
同的电极
构成 条件
闭合 回路
电解质溶液
电---我们自己发
再也不用担心手机没电了！
课堂总结
原电池中浮(负极)只羊(氧化)
回回忆忆归 归纳 纳
组成 工作 条件 原理
负化极学能两转极化正为极电 失氧应能电化的子反 装一 一置液回路得还电原子反应
定义
原电池
课堂检测
1.由铜锌和稀硫酸组成的原电池的有关叙述错误 的是( ) C A.锌为负极发生氧化反应 B、铜为正极，不易失去电子而受到保护 C、负极发生还原反应正极发生氧
铜片 锌片 电流表
现象
Cu片有气泡产生 Zn片溶解
电流表指针偏转
原电池：把化学能转变为电能的装置， 叫做原电池。
1）电流计指针为什么会发生偏转？ 2）电子从哪里来到哪里去？ 3）电流流动的方向如何？ 4）硫酸溶液中的阴、阳离子应该怎样运动？
原电池工作原理：
还原剂失去的 电子从锌极流 出
负极
还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
H+
SO42-

Cu
有什么现象？
写出有关反应的离子
方程式，用双线桥表示
电子的转移情况。
失2e－
Zn + 2H +=== Zn2+ + H2↑
稀硫酸
得2e－
将Zn片、Cu片上 端连接插入稀硫酸中， 有什么现象？为什么？ e ?
猜想：Zn片上的电 子通过上端转移给了Cu 片，Cu片将电子传递给 了H+，如何检验？
稀硫酸
实验探究2
Cu
不偏转
偏转
电极材料均插入 电解质溶液 中。
实验探究3
Cu
不偏转
偏转
两极相连形成 闭合电路 。
原电池
3、构成原电池的条件(两极一液一连线)
★电极：有两种活泼性不同的金属（或一
种是能导电的非金属单质）作电极
★溶液：电极材料均插入电解质溶液中
★导线：两极相连形成闭合电路
★负极金属与电解质溶液之间
化学能
热能
机械能 电能
煤炭
燃烧设备
蒸汽机
发电机
排出温室效应气体（CO2）和废气（SO2），能导致 酸雨；产生废渣、废液；能量转化效率低。
思考：面对这些不足，你能否设计一种装置：
能减少中间环节:
? 直接
化学能
电能
能发生化学反应； 能进行电子转移，形成电流；
------氧化还原反应
将一Zn片、Cu片 分别插入稀硫酸中， Zn
伏打电池是 实用电池的开端。
1.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
A
H2SO4

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
直接？
用多少橙子可以给 iPhone 充电？
再也不用担心手机没电了！
探究原电池原理
步骤 1.将Zn片插入稀H2SO4 2.将Cu片插入稀H2SO4
现象
Zn片上有气泡 Cu片上物明显现象
3.Zn片和Cu片平行并不接触插 入稀H2SO4
Zn片上有气泡，Cu片上无
4.Zn片和Cu片用导线连接(中 间接电流表)插入稀H2SO4
正极
得电子 还原反应
原电池
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成

(一)火力发电
1、火力发电的原理
化石燃料燃烧 水汽化为蒸汽 推动发电机发电
化学能
热能
机械能Βιβλιοθήκη 电能2.火力发电的利弊分析
思考1：火力发电有何利与弊？
利
化学能经过一系列能量转化最终转变为安全洁 净电能，社会中应用最广泛、使用最方便。
能量转化环节多，能量利用率低。产生二氧
弊 化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也会造
实验探究二 将锌片插入稀硫酸溶液中，
观察现象并解释原因。
Zn
稀H2SO4
现象： Zn片上有气泡， Zn片逐渐溶解。
解释：
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
实验探究三
将Zn片、Cu片上 端用导线连接起来 插入稀硫酸中，有 什么现象？ Cu片上有气泡逸出
思考：Cu片上为什么有 气泡逸出？
稀硫酸
实验探究四
Zn
将Cu和Zn以导线连接 起来，并在导线中间 添加一电流表，然后 将其放入稀硫酸中。 又会观察到什么实验 现象呢？
Cu
稀硫酸
Zn
Cu 现象
(1)电流表指针有偏转
(2)铜片上有气泡产生
(3)锌片不断溶解
稀硫酸
原理探究 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。
【教学重难点】
教学重点：原电池的工作原理和构成条件。 教学难点：通过对原电池实验，引导学生 从电子转移角度理解化学能转化为电能的 本质。
自主学习 阅读课本 P39资料卡片
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思考：
什么是一次能源？举例：
什么是二次能源？举例：
直接从自然界取得的能源称为一次能源

（2）充电电池(又称二次电池) 铅蓄电池
铅蓄电池构造示意图
汽车用蓄电池
蓄电池的电极反应原理
负极: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- =PbSO4 + 2H2O
电池总反应式：
Pb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O (-) (+) Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- =2PbSO4 + 2H2O
反应后溶液的pH如何变化？
反应后溶液的pH值减小
（4）镍铬电池
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
NiO2(s)+Cd(s)+2H2O(l) =Ni(OH)2(s)+Cd(OH)2(s)
Ag2O(s)+Cd(s)+H2O(l) =2Ag(s)+Cd(OH)2(s)
特点： 二次电池,可再次充电使用
(3)燃料电池
氢 氧 燃 料 电 池
新型电池中，电极的导电材料一般多 孔的金属板，负极是通入还原剂的一方， 正极是通入氧化剂的一方。 氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢 氧化钾溶液. 正极： O2+ 4e + 2H2O =4OH负极： 2H2 – 4e + 4OH-= 4H2O
－ －
总反应式： 2H2+O2=2H2O 特点： 高效,环境污染少,外加设备供给氧化剂
使用燃料电池的汽车
例1、1969年美国“阿波罗11 号”登月成功。飞船上使用 的氢氧燃料电池是一种新型 的化学电池，其构造如图示： 两个电极均由多孔性碳制成， H2 O 通入的气体由孔隙逸出，并 H 2 在电极表面放电。 1、a是 负 极，

1969年美国“阿波罗11号” 登月成功。飞船上使用的氢
ab
氧燃料电池是一种新型的化
学电池，其构造如图示：两
个电极均由多孔性碳制成，
通入的气体由孔隙逸出，并 H2O
在电极表面放电。
H2
O2
1、a是 负 极，
KOH溶液
b是 正 极
电极反应式分别为：
2、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使 用方便，却受到价格和来源的限制。常用的 燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽 油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成 的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：
产生电流
设计一种装置,让电子定向移动形成电流
氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）
负极
（还原性） 失e－
电子e－ 电流Ｉ
正极
（氧化性）
得e－
氧化反应
还原反应
把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行， 再以适当的方式连接起来，就可以获得电流．
立即行动！不放过每个现象！
A
(1)电流计指针是否偏转，及偏转的方向 (2)两个电极上的现象
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
5.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是（ C ）
Zn 2Zn - 4e- = 2Zn2+
Pt O2+2H2O + 4e- =4OH-
实验室欲快速制取氢气，可以用： A.纯锌和稀硫酸 B.粗锌跟稀硫酸反应 C.粗锌跟硝酸反应 D.用CuSO4溶液浸过的锌粒和稀硫酸反应
病例分析
病例分析