化学能与电能

1、第二节 化学能与电能第一课时 化学能与电能的相互转化,第二章 化学反应与能量,有些人把能源分为一次能源和二次能源，请问太阳能和电能属于那一类呢？,一次能源：直接从自然界取得的能源，例如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。,想一想,二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，例如电力、蒸汽等。,思考： 1.煤燃烧的本质是什么？ 氧化剂与还原剂之间发生电子转移，即氧化还原反应。 2.请大家根据图2-8分析火力发电具有那些缺点？,3.能否将化学能直接转变为电能供我们使用呢？,产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。,1.在实

2、验(一)中,溶液中的h+在哪块金属上得到电子被还原生成氢气? 2.在实验(二)中的铜片上是否有现象?铜的金属活动性在氢后面，为何在铜的表面有氢气放出呢？实验(二)中电流表的指针有何变化？,zn,cu,探究实验,稀硫酸,一、原电池 1、原电池：将化学能转变成电能的装置。,2、原电池工作原理,较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极） 。,探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一： 活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等,第一组实验,（可以）,（不可以）,形成条件二：电极需插进电解

3、质溶液中,第二组实验,探究形成原电池的条件,第三组实验,探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,二.构成原电池的条件: 前提：自发进行的氧化还原反应 1、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。,2、两极材料均插入电解质溶液中。,3、两极相连形成闭合回路。,负极: 较活泼的金属 正极: 较不活泼的金属或非金属导体,a,a,练习：判断下列原电池的正负极,稀硫酸,你知道了吗,由于金和铁（钢的主要成分）是活动性 不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构 成了原电池，产生了微小的电流，使得格林 太太头痛，因此必须换掉其中的假牙。,zn,zn,cu,a,b,c,d

4、,e,f,练习1 下列哪些装置能构成原电池？,g,练习2如右图,zn和cu之间设有隔膜，隔膜有微孔，离子可自由通过。,该装置属于原电池吗?,zn,氧化,cu,zn + cu2+ = zn2+ + cu,负,正,正,负,正,cu2+,练习3如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入cuso4溶液，片刻后可观察到的现象是,( d ),a. 铁圈和银圈左右摇摆不定； b. 保持平衡状态； c. 铁圈向下倾斜； d. 银圈向下倾斜；,讨论4是否金属越活泼，一定作负极？越不活泼，一定作正极？,不一定,将al片和cu片用导线连接,一组插入浓硝酸中,一组插

5、入稀naoh溶液中,分别形成原电池: (1)在这两组原电池中,负极分别是 . (2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:,cu片、 al片,负极： cu -2e- = cu 2+ 正极： 4h+ +2no3 + 2e- = 2no2 +2h2o 总：cu + 4h+ +2no3=2no2 + cu 2+ + 2h2o,金属的活泼是相对于电解质溶液的活泼 先能与电解质溶液反应的做负极,练习5下列关于原电池的叙述正确的是( ) a. 构成原电池的正极和负极必须是两种活泼的金属b. 原电池中做正极的金属也可失电子c、原电池中电子流出的一极是负极，该极被氧化d、原电池放电时，电流的方向是从负极到正

6、极,c,2、原电池原理的应用：,从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应都可设计为原电池。,哪些反应能设计成原电池?,(1) 设计原电池,动脑动手 有下列材料：zn片（2片）、cu片（2片）、导线、水果 （西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。,例1 x、y、z都是金属，把x浸入z的硝酸盐溶液中，x的表面有z析出，x与y组成原电池时，y是电池的负极。x、y、z三种金属的活动性顺序为( ) ,c,因为x置换出z,所以金属性,负极的金属较活泼,所以,(2)判断金属活动性的强弱,一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极,练习6把a、b、c、d四块金属片浸入

7、稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) aa b c d ba c d b cc a b . d db d c a,b,练习7把a,b两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中,结果发现a金属上有气体产生,则下列说法正确的是( ) a. a为正极,a较活泼b. b为负极,b较活泼c. a上发生的是氧化反应d. a的质量减小,b,（3）、形成原电池能加快化学反应速率,氧化反应,zn-2e-=zn2+,铜锌原电池,电解质溶液,

8、失e-,沿导线传递，有电流产生,还原反应,2h+2e-= h2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,zn+2h+=zn2+h2,小结：,练习 由碳棒、铁片和200ml稀h2so4组成的原电池中，当在碳棒上共放出3.36l（标准状况）气体时，求消耗铁多少克？有多少个电子通过了电线？,解:负极反应: fe 2e- = fe2+ 正极反应： 2h+ + 2e- = h2 总反应： fe + 2h+ = fe2+ + h2 ,56g 22.4l m(fe) 3.36l,m(fe)= 8.4g,电子数= 8.4g56g/mol2mol6.021023/mol = 1.8061023,练习请判断下列原电池的正负极情况和电流方向,写出电极反应方程式和总反应方程式.,+ -, a 负极(zn): zn 2e- = zn2+ 正极(fe): cu2+ + 2e- = cu 总反应: zn + cu2+ = zn2+ + cu, b 负极(zn): zn 2e- =