2化学能与电能PPT教学课件

1、1、火力发电原理及过程化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机能否将化学能直接转化为电能？第二节第二节 化学能与电能化学能与电能第1页/共23页实验探究实验探究实验操作实验操作现象现象结论或解释结论或解释 锌片上有气泡锌片上有气泡铜片上无气泡铜片上无气泡铜与稀硫酸不反应铜与稀硫酸不反应铜片上有气泡铜片上有气泡? ?电流计指针偏转电流计指针偏转导线中有电流通过导线中有电流通过锌与稀硫酸反应锌与稀硫酸反应Cu第2页/共23页化学能转变为电能的装置（1）原电池定义： （2）原电池的工作原理： （3）组成原电池的条件：电极电极电极材料电极材料电极反应电极反应反应类型反应类型

2、总反应总反应锌片 Zn - - 2e- - = Zn2+ 氧化反应 铜片 2H+ + 2e- - = H2 还原反应 电子由锌片经外电路流向铜片 负极 正极 Zn+2H+=Zn2+ H2（负极正极）电子流向：负极上还原性较强的物质失去电子发生氧化反应，电子从负极经外电路流向正极，正极上氧化性较强的物质得到电子发生还原反应。第3页/共23页? ?如果改变装置中的某一部分，还能形成原电池吗 FeCuZnCGFeFeGZnCuGG盐桥第4页/共23页 原电池的构成条件原电池的构成条件 活动性有差异的两种金属（或一种是非金属导体） 作电极； 两极均插入电解质溶液； 两极相连形成闭合电路。 （金属和氧化

3、物；惰性电极等）（或传导离子的介质） 一个自发的氧化还原反应。 第5页/共23页D2、用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的反应是( ) A.2H+2e- = H2 B.Zn-2e- = Zn2+ C.2H2O+4e-+O2 = 4OH- D.Ag+e- = Ag 1、根据Zn+Cu2+ = Zn2+Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是( ) A.镁 B.石墨 C.铝 D.铅D第6页/共23页3、市场上出售的市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。少量氯化钠和水等。 “热敷袋热敷袋”

4、启用之前用塑料袋使其与空气启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。会发现有大量铁锈存在。（1）“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。（2）炭粉的主要作用是）炭粉的主要作用是 。（3）加入氯化钠的主要作用是）加入氯化钠的主要作用是 。（4）木屑的作用是）木屑的作用是 。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化 氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀第7页/共23页把化学能转化为电能的装置。闭合电路电极相连接触传导离子介质自发的氧化还原反应分

5、两处进行原电池负极：氧化反应正极：还原反应e-外电路 小结小结第8页/共23页（4）原电池原理的应用比较金属的活动性强弱讨论讨论1：有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流方向为D导线C；A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是( ) AABCDBACDB CCABDDBDCA第9页/共23页讨论讨论2：A、B两种金属和CuSO4溶液组成原电池后，B极上附一层红色的铜。则两种金属的活动性强弱

6、的顺序是 。AB负极： Zn 2e- = Zn2+ 如果A为锌片，B为铜片，写出该原电池的电极反应式：_。正极： Cu2+ + 2e- = Cu总反应： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu CuSO4溶液 AB第10页/共23页加快氧化还原反应速率如：实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料( (或在负极上被氧化) )，氧化剂( (电解质溶液中的阳离子) )在正极上被还原。 设计原电池第11页/共23页讨论：某原电池的总反应方程式为2Fe3+Fe3Fe2+，能实现该反应的原电池是（ ）A、正极为

7、Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B、正极为石墨，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C、正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D、正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液A B第12页/共23页（- -）Zn | H2SO4 | Cu（+） （5）原电池的表示方法D讨论：讨论：在盛水烧杯中，铁圈和银圈紧连处吊一根绝缘细丝，使之平衡（见下图）。沿细丝小心向杯中滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（ ）A、铁圈上析出大量铜 B、保持平衡状态不变C、铁圈向下倾斜 D、银圈向下倾斜第13页/共23页【课后讨论】 下图装置能组成原电池吗？如果能该电

8、池是否具有实用价值？ 自来水 FeCNaCl溶液第14页/共23页 正极（PbO2）铅蓄电池 负极（Pb）氢氧燃料电池负极 正极 （Pt） （Pt） 第15页/共23页熔融碳酸盐燃料电池熔融态碳酸盐第16页/共23页20012001年我国发电总量构成图第17页/共23页a.a.我国煤炭资源相对丰富我国煤炭资源相对丰富, ,廉价方便廉价方便. .b.b.设备相对简单、造价低、选址方便设备相对简单、造价低、选址方便火力发电的优点：火力发电的优点：火力发电的缺点：火力发电的缺点：a.a.煤的简单燃烧太可惜煤的简单燃烧太可惜b.b.排出大量的温室气体排出大量的温室气体. .C.C.燃烧产生的气体严重污

9、染环境燃烧产生的气体严重污染环境 d.d.煤作为固体燃料燃烧反应速率小、热利用效率低煤作为固体燃料燃烧反应速率小、热利用效率低e.e.储量有限储量有限第18页/共23页氧化剂氧化剂 + 还原剂还原剂 = 氧化产物氧化产物 + 还原产物还原产物 化合价降低，得到电子，被还原化合价降低，得到电子，被还原 化合价升高，失去电子，被氧化化合价升高，失去电子，被氧化 反应物反应物 性质性质 表观特征表观特征 实质实质变化过程变化过程 变化结果变化结果 生成物生成物氧化剂氧化剂还原剂还原剂氧化性氧化性化合价降低化合价降低得电子得电子还原性还原性化合价升高化合价升高失电子失电子被还原被还原还原产物还原产物被氧化被氧化氧化产物氧化产物还原反应还原反应氧化反应氧化反应还原剂：还原剂： 升、失、氧（化、还原剂）升、失、氧（化、还原剂）氧化剂：氧化剂： 降、得、还（原、氧化剂）降、得、还（原、氧化剂）第19页/共23页H+H+SO42Zn2H2e氧化反应Zn-2eZn-2e- -= Zn= Zn2+2+ 铜锌原电池电解质溶液失e-,e-,沿导线传递，有电流产生还原反应阴离子阳