2.2化学能与电能 课件

1、化学能与电能水电站水电站直接从自然界直接从自然界取得取得的能源称为的能源称为一次能源一次能源 电能是现代社会电能是现代社会中应用最广泛、使用中应用最广泛、使用最方便、污染最小的最方便、污染最小的一种二次能源，又称一种二次能源，又称为电力。为电力。火电站火电站一次能源经加工、转换得到的能源称为一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源二次能源1、火力发电原理及过程、火力发电原理及过程燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能转化为电能2、火力发电的化学深层本质分析、火力发电的化学深层本质分析燃烧燃烧氧化还原反应氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移

2、氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电火力发电将化学能经一系列能量转化为电能将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程过程关键关键本质本质本质本质引起引起 1. 锌片与铜片锌片与铜片不接触不接触而插入稀硫酸有什么而插入稀硫酸有什么现象发生现象发生? 写出反应的离子方程式。写出反应的离子方程式。在锌片表面在锌片表面: Zn: Zn+2HZnZn2H2 2. 锌片与铜片锌片与铜片接触或间接接触接触或间接接触后插入稀硫后插入稀硫酸有什么现象发生酸有什么现象发生? 实验实验 2-4: Cu-Zn原电池原电池化学能电能化学能电能 ？（看书（看书P

3、35页第二、三段，回答问题）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、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。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、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。应在两个不同区域进行。3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从、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。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，、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。化学物质的选择。

4、5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。现象现象铜片铜片锌片锌片电流表电流表Zn片表面没有气泡产生，锌片片表面没有气泡产生，锌片溶解溶解Cu片片有气泡产生有气泡产生电流表指针偏转电流表指针偏转结论：结论：有电流产生有电流产生 实验探究实验探究请将实验现象记录在课本请将实验现象记录在课本P41表中：表中： 1. 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，电流计指针为什么会发生偏转？电流计指针为什么会发生偏转？ 3. 锌片的质量有无变化？溶液中锌片的质量有无变化？溶液中C(H+)如如何变化？何变化？ 4. 请分别写出锌片和铜片上变化的

5、离子方请分别写出锌片和铜片上变化的离子方程式，再写出总反应的离子方程式。程式，再写出总反应的离子方程式。 2. 从能量变化的角度分析这是一种什么从能量变化的角度分析这是一种什么装置？装置？5. 电子流动的方向如何电子流动的方向如何?电子由锌片经导线流向铜片电子由锌片经导线流向铜片6. 电流电流 的方向如何的方向如何?电子流由铜片经导线流向锌片电子流由铜片经导线流向锌片7. 硫酸溶液中的阴、阳离子应该怎样运动硫酸溶液中的阴、阳离子应该怎样运动? 为什么为什么?H+向向Cu片定向移动；片定向移动；SO42-向向Zn片定向移动；片定向移动；保证电解质溶液中保证电解质溶液中“电荷守恒电荷守恒”。Zn

6、2+ 负极负极 正极正极 - - Zn Cu电流表电流表SO42-H+H+e-IH2 1. 原电池的定义原电池的定义：将将化学能化学能转变为转变为电能电能的装置。的装置。（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）Zn片：片： Zn 2e- = Zn2+Cu片：片：2H+2e- = H2 （铜片在这里起（铜片在这里起传导电子传导电子的作用）的作用）电极反应式：电极反应式：Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2电极反应总式：电极反应总式： 2 2.Zn.ZnCuCuH H2 2SOSO4 4原电池的工作原理：原电池的工作原理：负极负极正极正极电解质溶液电

7、解质溶液阴阴离离子子还原反应还原反应氧化反应氧化反应阳阳离离子子外电路外电路内电路内电路原电池工作原理图示原电池工作原理图示“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”3 3、原电池化学反应本质：、原电池化学反应本质：氧化还原反应氧化还原反应负极：还原性相对较强的负极：还原性相对较强的材料材料正极：还原性相对较弱的正极：还原性相对较弱的材料材料活泼金属活泼金属发生氧化反应发生氧化反应向外线路提供电子向外线路提供电子原电池原电池的负极；不活泼金属（或石墨）的负极；不活泼金属（或石墨）发生还原反应发生还原反应接受接受外线路提供的电子外线路提供的电子原电池的正极。原电池的正极。 4、探究形成原电

8、池的条件、探究形成原电池的条件条件一：有条件一：有活泼性不同活泼性不同的两种金的两种金属或非金属属或非金属Fe（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进形成条件二：电极需插进电解质电解质溶液中；溶液中；探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成形成条件三：必须形成闭合回路闭合回路（不可以）（不可以）（ 可以）可以）构成原电池的条件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）有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极作电极电极材料均插入电解质溶液中电极材料均插入电解质溶液中两极相连形成闭合电路两极相连形

9、成闭合电路能自发发生的氧化还原反应能自发发生的氧化还原反应练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由是，请说明理由. .( () )( () )( () )( () )( () )如何书写电极反应方程式如何书写电极反应方程式负极（锌片）：负极（锌片）： Zn 2e - = Zn 2+负极（锌片）：负极（锌片）： Zn 2e - = Zn 2+正极（石墨）：正极（石墨）： 2H+2e - = H2 正极（铜片）：正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 总反应总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 总反应总反应: Zn + C

10、u2+ = Zn 2+ + Cu 练练习习2 2下列装置哪些可以形成原电池下列装置哪些可以形成原电池? ? 形成原电池形成原电池的写出电极反应式的写出电极反应式, ,并指出电子流动方向。并指出电子流动方向。专题：如何判断原电池的正负极1.活泼性2.氧化还原反应3.电子的流向，电流的方向4.根据现象5.根据阴阳离子的移动方向 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + CuFe + Cu2+2+ = Cu + Fe = Cu + Fe2+2+设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负

11、极 。3、电极反应式电极反应式 ：负极负极: .正极正极: . 1 1、电解液：、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液酸铜等可溶性铜盐溶液 2 2、电极材料：、电极材料： 负极：铁，负极：铁， 正极：铜、石墨或比正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属铁不活泼的其他金属 拓拓 展：展： Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 锌片插入稀硫酸中，被锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（化学腐蚀）腐蚀。（化学腐蚀）锌片在锌锌片在锌,铜（稀硫酸）原铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也被腐电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）蚀。（电化学腐蚀）哪个更快？哪个更快？

12、原电池的负极原电池的负极被腐蚀得更快。被腐蚀得更快。分析锌分析锌,铁（稀硫酸）原铁（稀硫酸）原电池中的电极反应。电池中的电极反应。你感受到作为正极，铁你感受到作为正极，铁被保护了吗？被保护了吗？原电池的金属原电池的金属正极被保护。正极被保护。二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源干电池碱性电池1、干电池结构及电极反应原理干电池结构及电极反应原理2. 铅蓄电池铅蓄电池Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电3. 银锌电池银锌电池2Ag+Zn(OH)2充电充电放电放电Zn+Ag2O+H2O4.锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用负极相比较，使用寿命寿命大大延大大延长长。新型燃料电池新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全