人教版化学必修二2.2《化学能与电能》
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人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
化学能与电能
第一课时
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
学习目标：
1.了解化学能与电能之间的相互转化关系
2.初步认识原电池的概念、原理、组成条 件、电极名称、电极反应和总反应及原电 池的应用。
3.通过反应物之间电子转移的探究，理解 原电池的形成是氧化还原的本质的拓展和 应用。
（1）产物为水，无污染 （2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多 （3）来源广
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
二、常见的化学电池
1.干电池(一次性电池)
• (1)锌锰干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。
• 氧化还原反应中，还原剂和氧化剂之间 通过外电路间接地进行电子转移：
• ①在负极,物质失去电子发生氧化反应； • ②电子通过导体经外电路由负极传导至正极
；
• ③在正极,物质得到电子发生还原反应； • ④电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子
向负极移动。
• 2、简述构成原电池必要条件；
（1）两个电极 （2）电解质溶液 （3）形成闭合回路
[实验结论]：导线中有电流通过
演示探究 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。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转
思考问题 寻找答案
1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
组内交流 列出想法
3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从 氧化剂区域流向还原剂区域。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境， 化学物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
e-
- 负极
电流表
I 正极 +
H2
Zn
H+
Cu
SO24 -
H+
Zn2+
[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。
4.原电池原理的应用 ①制作化学电源
②加快反应速率：
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一 般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
③判断金属活动性的强弱
④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电 池反应而使钢铁遭到腐蚀
钢铁的析氢腐蚀：负极：Fe – 2e- = Fe2+
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
化学能
电能 ？（看书P35页第二、三段，回答问题）
1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学 能要经过一系列能量转换才能转换为电能。
2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反 应在两个不同区域进行。
重点：原电池的概念、原理、组成及应用
难点：原电池的原理、组成条件、电极反 应和总反应。
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
一、化学能转化为电能
1、火力发电原理及过程
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
电极方程式： 负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋ 正极(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
• (2)碱性锌锰干电池
•
随着用电器朝着小型化、多
• 功能化发展的要求，对电池的发
• 展也提出了小型化、多功能化发
正极：2H+ 钢铁的吸氧腐蚀：
+
2e-
=
H2↑
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比 Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
化学能与电能
第二课时
复习回忆
• 1.简述原电池的工作原理；
腐蚀得更快。
分析锌,铁（稀硫酸）原 电池中的电极反应。
你感受到作为正极，铁 被保护了吗？
原电池的金属 正极被保护。
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
条件一：有活泼性不同的两种金属或非
金属
（不可以）
（不可以）
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
实验探究形成原电池的条件
★电极材料均插入电解质溶液中 ★两极相连形成闭合电路
④原电池化学反应本质： 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼 的金属（负极）通过外电路流向较不活泼 的金属（正极）
锌片插入稀硫酸中，被 腐蚀。（化学腐蚀）
哪个更快？
锌片在锌,铜（稀硫酸）原
电池中作为负极，也被腐 原电池的负极被
蚀。（电化学腐蚀）
二电池 、 二次电池 、 燃料电池 .
2）特点： ①一次电池：不可充电，
如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池） ②二次电池：可循环利用，
放电过程是将化学 能转化为电 能； 充电过程是将电 能转化为化学 能。 ③燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用， 最理想的燃料是 H2 。
化学能直接转化为电能
①定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做 原电池。
②原电池的电极
电极 电极材料 反应类型 电子流动方 向
负极 还原性较强 氧化反应 电子流出
的金属
（流向正极）
的一极
正极 还原性较弱 还原反应 电子流入
的金属
（来自负极）
的一极
③构成原电池的条件
★有两种活动性不同的金属（或非金属单质） 作电极
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
3.判断原电池正、负极的方法
＊由组成原电池的两极材料判断： 一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
＊根据电流方向或电子流动方向判断： 电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 正极总是得电子发生还原反应。
• 展的要求。
•
体积小、性能好的碱性锌－
锰电池应运而生。这类电池的重要
特征是电解质溶液由原来的中性变
为离子导电性更好的碱性，负极也
由锌片改为锌粉，反应面积成倍增
长，使放电电流大幅度提高。
化学能与电能
第一课时
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
学习目标：
1.了解化学能与电能之间的相互转化关系
2.初步认识原电池的概念、原理、组成条 件、电极名称、电极反应和总反应及原电 池的应用。
3.通过反应物之间电子转移的探究，理解 原电池的形成是氧化还原的本质的拓展和 应用。
（1）产物为水，无污染 （2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多 （3）来源广
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
二、常见的化学电池
1.干电池(一次性电池)
• (1)锌锰干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。
• 氧化还原反应中，还原剂和氧化剂之间 通过外电路间接地进行电子转移：
• ①在负极,物质失去电子发生氧化反应； • ②电子通过导体经外电路由负极传导至正极
；
• ③在正极,物质得到电子发生还原反应； • ④电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子
向负极移动。
• 2、简述构成原电池必要条件；
（1）两个电极 （2）电解质溶液 （3）形成闭合回路
[实验结论]：导线中有电流通过
演示探究 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。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转
思考问题 寻找答案
1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
组内交流 列出想法
3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从 氧化剂区域流向还原剂区域。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境， 化学物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
e-
- 负极
电流表
I 正极 +
H2
Zn
H+
Cu
SO24 -
H+
Zn2+
[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。
4.原电池原理的应用 ①制作化学电源
②加快反应速率：
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一 般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
③判断金属活动性的强弱
④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电 池反应而使钢铁遭到腐蚀
钢铁的析氢腐蚀：负极：Fe – 2e- = Fe2+
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
化学能
电能 ？（看书P35页第二、三段，回答问题）
1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学 能要经过一系列能量转换才能转换为电能。
2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反 应在两个不同区域进行。
重点：原电池的概念、原理、组成及应用
难点：原电池的原理、组成条件、电极反 应和总反应。
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
一、化学能转化为电能
1、火力发电原理及过程
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
电极方程式： 负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋ 正极(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
人教版化学必修二2.2《化学能与电能 》
• (2)碱性锌锰干电池
•
随着用电器朝着小型化、多
• 功能化发展的要求，对电池的发
• 展也提出了小型化、多功能化发
正极：2H+ 钢铁的吸氧腐蚀：
+
2e-
=
H2↑
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比 Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
化学能与电能
第二课时
复习回忆
• 1.简述原电池的工作原理；
腐蚀得更快。
分析锌,铁（稀硫酸）原 电池中的电极反应。
你感受到作为正极，铁 被保护了吗？
原电池的金属 正极被保护。
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
条件一：有活泼性不同的两种金属或非
金属
（不可以）
（不可以）
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
实验探究形成原电池的条件
★电极材料均插入电解质溶液中 ★两极相连形成闭合电路
④原电池化学反应本质： 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼 的金属（负极）通过外电路流向较不活泼 的金属（正极）
锌片插入稀硫酸中，被 腐蚀。（化学腐蚀）
哪个更快？
锌片在锌,铜（稀硫酸）原
电池中作为负极，也被腐 原电池的负极被
蚀。（电化学腐蚀）
二电池 、 二次电池 、 燃料电池 .
2）特点： ①一次电池：不可充电，
如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池） ②二次电池：可循环利用，
放电过程是将化学 能转化为电 能； 充电过程是将电 能转化为化学 能。 ③燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用， 最理想的燃料是 H2 。
化学能直接转化为电能
①定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做 原电池。
②原电池的电极
电极 电极材料 反应类型 电子流动方 向
负极 还原性较强 氧化反应 电子流出
的金属
（流向正极）
的一极
正极 还原性较弱 还原反应 电子流入
的金属
（来自负极）
的一极
③构成原电池的条件
★有两种活动性不同的金属（或非金属单质） 作电极
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
3.判断原电池正、负极的方法
＊由组成原电池的两极材料判断： 一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
＊根据电流方向或电子流动方向判断： 电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 正极总是得电子发生还原反应。
• 展的要求。
•
体积小、性能好的碱性锌－
锰电池应运而生。这类电池的重要
特征是电解质溶液由原来的中性变
为离子导电性更好的碱性，负极也
由锌片改为锌粉，反应面积成倍增
长，使放电电流大幅度提高。