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1、专题专题1 1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第二单元第二单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化活动与探究一活动与探究一 向盛有向盛有30ml 1.0molL-1CuSO4溶液的小烧杯中溶液的小烧杯中,加入适量锌粉，加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。Zn(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+Cu(s)H=-216.81 kJmol1 设疑设疑请根据你的经验猜想请根据你的经验猜想Zn与与CuSO4溶液的反应是溶液的反应是吸热反应还是放热反应？并设计实验方案加以证明。吸热反应还是放热反应？并设计实验方案加以证明。?一、原
2、电池一、原电池1、概念：、概念：把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。知识回顾知识回顾(1)(1)有有自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应 （2 2）活泼性不同的两个）活泼性不同的两个电极电极（3 3）两个电极插入）两个电极插入电解质溶液电解质溶液中中（4 4）形成）形成闭合回路闭合回路 （用导线连接或电极直接接触）（用导线连接或电极直接接触）反应的要求反应的要求电极材料的要求电极材料的要求溶液的要求溶液的要求原电池的形成条件原电池的形成条件CuC2.ZnCu CuSO43、原电池的工作原理、原电池的工作原理Zn2+电池总反应：电池总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+Zn-2e
3、-=Zn2+Cu2+2e-=CuSO42-Cu2+电子电子e-e-e-e-e-Zn2+Zn2+Zn2+电流电流正极（铜电极）正极（铜电极）负极（锌电极）负极（锌电极）氧化反应氧化反应 还原反应还原反应电解质溶液电解质溶液失失e-，沿导线传递，沿导线传递负极负极正极正极 3 3、原电池工作原理：、原电池工作原理：发生氧化反应发生氧化反应发生还原反应发生还原反应阴离子阴离子阳离子阳离子有电流产生有电流产生ZnCu CuSO4正极正极（铜电极）（铜电极）Cu2+2e-=CuCu2+电子电子e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-Cu2+Cu2+Cu2+缺陷：不能产生持续稳定的电流，化学能转化为电
4、能效率不高缺陷：不能产生持续稳定的电流，化学能转化为电能效率不高如何解决？如何解决？ZnCuCuSO4什么溶液？什么溶液？对应金属的可溶性盐对应金属的可溶性盐ZnSO4盐桥盐桥 盐桥：在盐桥：在U型管中装满用饱和型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。溶液的琼脂。Cl-和和K+在盐桥中可自由移动在盐桥中可自由移动盐桥的作用：盐桥的作用：（1）形成闭合回路（代替两溶液直接接触）形成闭合回路（代替两溶液直接接触）（2）平衡电荷（）平衡电荷（保证电解质溶液呈电中性）保证电解质溶液呈电中性）K+Cl-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+e-e-e-e-Cu2+2e-=CuZn-2e-=Zn2+盐桥中离子运动方向
5、：盐桥中离子运动方向：K+Cl-负负极极正正极极与电解质溶液离子运动方向一致与电解质溶液离子运动方向一致电解质溶液电解质溶液失失e-，沿导线传递，沿导线传递负极负极正极正极 发生氧化反应发生氧化反应发生还原反应发生还原反应有电流产生有电流产生盐桥盐桥K+Cl-二、带盐桥的原电池工作原理：二、带盐桥的原电池工作原理：电解质溶液电解质溶液优点：优点：能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率三、原电池的设计三、原电池的设计利用利用Fe+Cu2+=Fe2+Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应P P1414活动与
6、探究活动与探究1、前提：是氧化还原反应、前提：是氧化还原反应2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应负极（氧化反应）：负极（氧化反应）：Fe-2e-=Fe2+正极正极（还原反应）：（还原反应）：Cu22e-=Cu3、以两极反应为原理，确定材料及电解质溶液、以两极反应为原理，确定材料及电解质溶液负极材料：负极材料：Fe4、画出示意图、画出示意图 Fe +Cu2+=Fe2+Cu 设计原电池的思路设计原电池的思路正极材料：正极材料：Cu或石墨或铂或比或石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属不活泼的其他金属电解质溶液：电解质溶液：CuSO4溶液（
7、铜的可溶性盐）溶液（铜的可溶性盐）利用利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。试一试试一试1：设计原电池的思路：设计原电池的思路：1、前提：是氧化还原反应、前提：是氧化还原反应2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应负极（氧化反应）：负极（氧化反应）：Cu-2e-=Cu2+正极正极（还原反应）：（还原反应）：2Fe32e-=2Fe2+3、以两级反应为原理，确定材料及电解质溶液、以两级反应为原理，确定材料及电解质溶液负极材料：负极材料：Cu正极材料：正极
8、材料：石墨或铂或比石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属不活泼的其他金属电解质溶液：电解质溶液：FeCl3溶液溶液4、画出示意图、画出示意图2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+(-)：Zn 2e-=Zn2+(+)：2H+2e-=H2 电池反应：电池反应：Zn+2H+=Zn2+H2ZnCuH2SO4ZnSO4盐桥盐桥+把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式反应式及电池反应方程式ZnCu H2SO4试一试试一试2：四、原电池的正负极的判断方法四、原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动方向（根据电子流动方向）电子流电子流出
9、出的极的极电子流电子流入入的极的极负极负极正极正极 较较活泼活泼的电极材料的电极材料较较不活泼不活泼的电极材料的电极材料 质量增加质量增加的电极的电极工作后工作后 质量减少质量减少的电极的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有工作后，有气泡冒出气泡冒出的电极为正极的电极为正极发生发生氧化氧化反应的极反应的极发生发生还原还原反应的极反应的极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极特殊情况特殊情况练习练习1.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中四种金属片进入稀盐酸中,用用导线连接导线连接,可以组成原电池可以组成原电池,实验结果如下图所示实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ZYXW比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。原电池原理应用原电池原理应用
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