人教版必修2化学：2.2 化学能与电能 课件（共81张PPT).pptx

1、原电池 化学电源,重难点：原电池的工作原理。,【考纲要求】,1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。,原电池及其工作原理,把 能转化为 能的装置。,1概念,2工作原理,化学,电,(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： 电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。,3原电池的构成条件,(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。,(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。,原电池及其工作原理,【递进题组】,题组一,题组二,1,2,3,4,题组一 原电池工作原理

2、的考查,B,题组一,题组二,1,2,3,4,D,题组二,题组一,题组二,1,2,3,4,题组一 原电池工作原理的考查,(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。,规避原电池工作原理的4个易失分点,(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。,(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。,(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。,D,题组二 原电池正、负极的判断,题组一,题组二,1,2,3,4,题组二 原电池正、负极的判断,题组一,题组二,1,2,3,4,题组一,题组二,1,2,3,4,答案

3、 B,题组二 原电池正、负极的判断,原电池正、负极判断方法,说明 原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。,原电池原理的应用,一个 进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率 。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。,1用于金属的防护,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。,使被保护的金属制品作原电池 而得到保护。,2设计制作化学电源,(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解

4、质溶液。,3比较金属活动性强弱,两种金属分别作原电池的两极时，一般作 的金属比作 的金属活泼。,4加快氧化还原反应的速率,正极,负极,正极,自发,增大,【题组训练】,1,2,3,4,1电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因： _ _。,题组训练 原电池原理的应用,铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电,1,2,3,4,路断路,2Fe32e=2Fe2,Cu2e=Cu2,1,2,3,4,题组训练 原电池原理的应用,B,1,2,3,4,题组训练 原电池原理的应用,C,A,B,1,2,3,4,题组训练 原电池原理

5、的应用,(1)加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H的相对量多少判断。,改变Zn与H反应速率的方法,(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H反应，使c(H)减小，反应速率减小，但不影响产生H2的量。,化学电源,1碱性锌锰干电池一次电池,Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。,总反应式：,2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；,正极反应：,。,负极反应：,Zn2OH2e=Zn(OH)2,化学电源,2锌银电池一次电池,。,Zn2OH2e=Zn(OH)2；,负极反应：,Ag2OH2O

6、2e=2Ag2OH；,正极反应：,总反应式：,ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,3二次电池(可充电电池),化学电源,铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料是 。,Pb,PbO2,化学电源,(1)放电时的反应,(2)充电时的反应,氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。,4燃料电池,化学电源,化学电源,1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？,答案,PbO2,小,48,Pb,对换,增大,减小,减小,减小,【递进题组】,题组一,题组二,1,2,3,题组一 化学电源中电极反应式的书写,Lie=Li,锂,2SOCl24e=4ClSSO2,题组一,题组二,

7、1,2,3,题组一 化学电源中电极反应式的书写,4Al12e=4Al3,3O26H2O12e=12OH,题组一,题组二,1,2,3,化学电源中电极反应式书写的一般程序,“加减法”书写电极反应式,题组二 不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响,CH48e2H2O=CO28H,题组一,题组二,1,2,3,题组二 不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响,CH44O28e=CO22H2O,题组一,题组二,1,2,3,燃料电池电极反应式的书写,根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：,第三步：根据电池总反应式和

8、正极反应式写出电池的负极反应式,电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。,盐桥原电池的专题突破,1盐桥的组成和作用,(2)盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路； 平衡电荷，使原电池不断产生电流。,(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。,2单池原电池和盐桥原电池的对比,盐桥原电池的专题突破,不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，

9、又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。 图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。,图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。,负极：Zn2e=Zn2 正极：Cu22e=Cu 总反应：ZnCu2=CuZn2,关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。,【递进题组】,题组一,1,2,题组二,3,4,题组一 有关原电池原理的考查,D,题组一,1,2,题组二,3,4,题组一 有关原电池原理的考查,C,解析 当杠杆为导体时，构成原电池，Fe作负极，Cu

10、作正极，电极反应式分别为 负极：Fe2e=Fe2 正极：Cu22e=Cu 铜球增重，铁球质量减轻，杠杆A低B高。,题组一,1,2,题组二,3,4,题组二 可逆反应与原电池的工作原理,题组一,1,2,题组二,3,4,题组二 可逆反应与原电池的工作原理,题组一,1,2,题组二,3,4,答案 D,D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。,电流计读数为零时Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态；,两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。,题组一,1,2,题组二,3,4,题组二 可逆反应与原电池的工作原理,2I2e

11、=I2,A,题组一,1,2,题组二,3,4,题组二 可逆反应与原电池的工作原理,题组一,1,2,题组二,3,4,题组二 可逆反应与原电池的工作原理,当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。,探究高考明确考向,1,2,3,4,5,【考题训练】,6,7,8,9,探究高考明确考向,解析 由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2

12、e=Zn2。,A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增大，C错误；,充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确。,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,1,2,3,4,5,6,7,8,9,答案 A,探究高考明确考向,N2H44OH4e=4H2ON2,解析 该燃料电池中N2H4在负极发生氧化反应，其电极反应式为N2H44OH

13、4e=4H2ON2。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,CH3OHH2O6e=CO26H,3/2O26e6H=3H2O,96.6%,1,2,3,4,5,6,7,8,9,探究高考明确考向,离子导电(导电或电,4.5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解质)和隔离钠与硫,探究高考明确考向,2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23Ag,解析 由铝电池原理图可知，Al作负极，AgO/Ag作正极，电池反应式为2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,H2O,练出高分,D,1,2

14、,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析 A项，氧气在反应中被还原，所以石墨是正极，石墨是负极，故不正确；,B项，Y是NO2被氧化后的产物，则为N2O5，故不正确；,D项，石墨极上发生的是还原反应。,C,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,B,15,练出高分,1,2,3,4,

15、5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,答案 D,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析 该电池的总反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3e=Fe2，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn2e=Zn2。由于左烧杯中的Fe3被还原为Fe2，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。,B,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,D,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1

16、2,13,14,A,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,D,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,正,2H2e=H2,负,正,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，,化学能转化为电能,由a到b,H22OH2e=2H2O,可加快反应速率,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,8.6104,Li,H2O,32,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13

17、,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,2H2e=H2,O22H2O4e=4OH,铁,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,金属铬易被稀硝酸,15,金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2,钝化,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,乙,a,还原,5Fe25e=5Fe3,0.5,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,抑制硫酸亚铁的水解,电解质溶液,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,V3e=V2,升高,H,acd,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,