必修2化学能与电能课件

1、必修2化学能与电能1化学能与电能必修2化学能与电能2电的广泛应用电的广泛应用 电能是现代社会中电能是现代社会中应用最广泛应用最广泛、使用最方便、污染最小、使用最方便、污染最小的一种的一种二次能源二次能源，又称为电力。，又称为电力。必修2化学能与电能3必修2化学能与电能41、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、化学能转化为电能必修2化学能与电能52、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

2、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必修2化学能与电能6思考：思考：火力发电有何弊端？火力发电有何弊端？多次转换，能量利用率低多次转换，能量利用率低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 电能电能必修2化学能与电能7实验现象：实验现象：锌片溶解，有气泡产生锌片溶解，有气泡产生将一将一zn片平行插入稀片平行插入稀h2so4中，有什么现象？中，有什么现象？zn + 2h+ = zn2+ + h2（还原剂）（还原剂）（氧化剂）（氧化剂）必修2化学能与电

3、能8还原剂还原剂氧化反应氧化反应氧化剂氧化剂还原反应还原反应e-如何将氧化还原反应产生的能量如何将氧化还原反应产生的能量直接转化为电能？直接转化为电能？必修2化学能与电能9实验现象：实验现象：铜片上有气泡产生，铜片上有气泡产生，锌片不断溶解锌片不断溶解电流表发生偏转电流表发生偏转 若将若将zn片片,cu片用一导线连接再插入稀片用一导线连接再插入稀h2so4 中，有什么现象？中，有什么现象？实验探究实验探究必修2化学能与电能10zncua稀稀h2so4e-e-iii负极负极正极正极阴阴离子移向离子移向负负极极阳阳离子移向离子移向正正极极电子电子从负极流向正极从负极流向正极电流电流从正极流向负极从

4、正极流向负极 失电子失电子得电子得电子必修2化学能与电能11锌片锌片 zn -2e- zn2+（氧化反应）（氧化反应） 2.原电池原电池 1、定义：、定义：把化学能转变为电能的装置把化学能转变为电能的装置2、电极反应式：、电极反应式：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应： zn + 2h+ = zn2+ + h2铜片铜片 2h+ + 2e- h2（还原反应）（还原反应） cuzna稀硫酸稀硫酸必修2化学能与电能12 稀硫酸探究：探究：原电池的构成条件？原电池的构成条件？条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属 稀硫酸 稀硫酸必修2化学能与电能13 酒精溶液 稀硫酸 形成条件二：电极需插进电解质

5、溶液中必修2化学能与电能14 稀硫酸 稀硫酸形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路必修2化学能与电能151 12 23 33 3、原电池的构成条件、原电池的构成条件: :两种活动性不同的金属（或一种是可导电的两种活动性不同的金属（或一种是可导电的非金属）做电极非金属）做电极电极插入电解质溶液中（酸、碱、盐）电极插入电解质溶液中（酸、碱、盐）两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路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4 4自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应必修2化学能与电能164 4、正、负极的判断方法、正、负极的判断方法电子流出；电子流出

6、；金属溶解金属溶解/ /质量减少质量减少电子流入；电子流入；负极负极较活泼金属；较活泼金属；正极正极氧化反应；氧化反应；较不活泼金属较不活泼金属/ /非金属；非金属；还原反应；还原反应； 有气泡产生有气泡产生/ /质量增加质量增加必修2化学能与电能171.对于锌对于锌-铜铜-稀硫酸组成的原电池装置中，稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有当导线中有1 mol电子通过时，理论上的电子通过时，理论上的两极变化是两极变化是锌片溶解了锌片溶解了 g 铜片上析出铜片上析出 l h2 【练习练习】32.511.2必修2化学能与电能182、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀 h

7、2so4溶液中，下列各叙述正确的是（溶液中，下列各叙述正确的是（ ）a、正极附近、正极附近so42-的浓度逐渐增大的浓度逐渐增大b、负极附近、负极附近so42-的浓度逐渐增大的浓度逐渐增大c、电解质溶液的、电解质溶液的 ph 逐渐减小逐渐减小d、电解质溶液的、电解质溶液的 ph 逐渐增大逐渐增大bd必修2化学能与电能19aaaaazn cufe 石墨石墨 zn cufe cucu ag cuso4 溶液溶液 稀稀h2so4 稀稀h2so4 酒精溶液酒精溶液 agno3溶液溶液 稀稀hcl 练练习习azn fe 3 3、判断下列哪些装置构成了原电池？若是，指出正、判断下列哪些装置构成了原电池？若

8、是，指出正负极名称，并写出电极反应式和总反应。负极名称，并写出电极反应式和总反应。必修2化学能与电能20正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：fe - 2e-fe2+cu2+2e-cufe+cu2+fe2+cuaalmgnaoh溶液溶液正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：al - 3e-+4oh-alo2-+2h2o2h2o+2e-2oh-+h22al+2h2o+2oh-=2alo2-+3h2必修2化学能与电能21（1）锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。）锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（2）锌片在锌锌片在锌- -铜铜- -稀硫酸的原电池中作为负极，也稀硫酸的原电池中作为负极，也 被腐蚀。请问被腐蚀。

9、请问哪个哪个反应速率更快？反应速率更快？思考题思考题 14、原电池的应用：、原电池的应用：加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率zn稀硫酸稀硫酸cuzna必修2化学能与电能22 有有a、b、c、d四块金属片，浸入稀硫酸中，用四块金属片，浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池导线两两相连组成原电池 a、b相连后，相连后，a极金属不断溶解极金属不断溶解 c、d相连后，外电路电流由相连后，外电路电流由d到到c a、c相连后，相连后，c极产生大量气泡极产生大量气泡 b、d相连后，相连后，d极发生氧化反应极发生氧化反应 据此，判断四种金属的活动性顺序是据此，判断四种金属的活动性顺序是ac d b思

10、考题思考题 24、原电池的应用：、原电池的应用：比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱必修2化学能与电能23请根据反应请根据反应 fe + cu2+ = fe 2+ cu，设计原电池设计原电池思考题思考题 3a负极：负极：fe - 2e- = fe 2+正极：正极： cu 2+ + 2e- = cufecu/ccuso4溶液溶液【练习练习】将下列氧化还原将下列氧化还原 反应设计成原电池反应设计成原电池2fe3+ + fe = 3fe2+zn + 2ag+ = zn2+ + 2ag必修2化学能与电能24二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源干电池干电池碱性电池碱性电池蓄电池蓄电池锂离子电池锂

11、离子电池燃料电池燃料电池必修2化学能与电能251、干电池、干电池负极：负极：锌筒锌筒2mno2+2nh4+ +2e- =mn2o3+2nh3+h2o一次性电池一次性电池正极：正极：石墨棒石墨棒最早使用的电池：锌锰电池最早使用的电池：锌锰电池zn - 2e- = zn2+碱性锌锰电池碱性锌锰电池用湿的用湿的koh代替代替nhcl4作电解质作电解质必修2化学能与电能262.2.充电电池充电电池铅蓄电池铅蓄电池 最早使用的充电电池：最早使用的充电电池：（又称二次电池）（又称二次电池）铅蓄电池构造示意图铅蓄电池构造示意图 必修2化学能与电能27电极反应式（放电时）电极反应式（放电时）负极：负极：pb

12、+ so42-2e-pbso4正极：正极：pbo2 + 4h+ + so42- + 2e-pbso4 + 2h2o 铅蓄电池铅蓄电池pbo2 + pb + 2h2so4 2pbso4 + 2h2o放电放电充电充电总反应：总反应：放电放电充电充电必修2化学能与电能28镍镉电池镍镉电池 密封式、体积小、寿命长。但镉有毒。密封式、体积小、寿命长。但镉有毒。负极：负极：cd正极：正极：nio(oh)电解质：电解质：koh镍氢电池镍氢电池必修2化学能与电能29锂离子电池锂离子电池新一代可充电新一代可充电的的绿色电池绿色电池。是笔记本电脑是笔记本电脑，移动电话，移动电话，摄象机等低功摄象机等低功耗电器的主

13、流耗电器的主流电源。电源。必修2化学能与电能30【练习】【练习】铅蓄电池的两极分别为铅蓄电池的两极分别为pb、pbo2，电解质溶液为电解质溶液为h2so4，电池放电时的反应为，电池放电时的反应为 pbpbo22h2so4=2pbso42h2o，下列，下列 对电池放电时的分析正确的是对电池放电时的分析正确的是() apb为正极被氧化为正极被氧化 b电子从电子从pbo2 经外电路流向经外电路流向pb c负极的电极反应式为：负极的电极反应式为： pb + so42- - 2e-pbso4 d电解质溶液电解质溶液ph不断减小不断减小c必修2化学能与电能31 【练习】【练习】 镍镍-镉可充电电池，电极材

14、料是镉可充电电池，电极材料是cd和和nio(oh)，电解质是，电解质是koh，放电时的电极反应，放电时的电极反应式：负极：式：负极： cd + 2oh- - 2e- = cd(oh)2, 正极：正极：2nio(oh)+2h2o+2e- = 2ni(oh)2+2oh- 下列说法不正确的是：下列说法不正确的是： a.电池的总反应式是电池的总反应式是 cd+2nio(oh)+2h2o 2ni(oh)2+cd(oh)2 b.电池充电时，镉元素被还原电池充电时，镉元素被还原 c.电池放电时，电池负极周围溶液的电池放电时，电池负极周围溶液的ph不断增大不断增大 放电放电充电充电c必修2化学能与电能323、

15、燃料电池、燃料电池特点：特点： 是一种高效是一种高效, ,环境友好的发电装置环境友好的发电装置原理：原理：将将 和和 反应所放出的反应所放出的 直接转化为直接转化为 燃料燃料氧化剂氧化剂化学能化学能电能电能与其他电池的区别：与其他电池的区别：反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂提供燃料和氧化剂必修2化学能与电能33氢氧燃料电池氢氧燃料电池电极：电极：惰性金属惰性金属pt负极：负极：通入通入h2正极：正极：通入通入o23、燃料电池、燃料电池总反应式：总反应式： 2h2+o2 = 2h2o必修2化学能与电能34电解质溶液为电解质溶液为30

16、%的的氢氧化钾氢氧化钾溶液溶液.负极：负极： 2h2 4e- + 4oh- = 4h2o正极：正极： o2+ 4e- + 2h2o = 4oh-电解质溶液为稀硫酸电解质溶液为稀硫酸.负极：负极： 2h2 4e- = 4h+正极：正极： o2+ 4e- + 4h+ = 2h2o必修2化学能与电能351氢氧燃料电池可以使用氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确氢氧燃料电池的说法正确的是的是()a.该电池工作时电能转化为化学能该电池工作时电能转化为化学能 b.该电池中电极该电池中电极a是正极是正极 c.外电路

17、中电子由电极外电路中电子由电极b通过导线流向电极通过导线流向电极ad.该电池的总反应：该电池的总反应：2h2o2=2h2o电极电极ah2o2电极电极bd必修2化学能与电能362以乙醇为原料制作的燃料电池，即乙醇燃料以乙醇为原料制作的燃料电池，即乙醇燃料电池，相比于甲醇燃料电池在安全性方面具电池，相比于甲醇燃料电池在安全性方面具有很大优势。乙醇燃料电池的总反应式：有很大优势。乙醇燃料电池的总反应式： c2h5oh3o2= 2co23h2o。下列说法不。下列说法不正确的是正确的是()ac2h5oh在电池的负极上参加反应在电池的负极上参加反应b1 mol乙醇被氧化转移乙醇被氧化转移6 mol电子电子

18、c在外电路中电子由负极沿导线流向正极在外电路中电子由负极沿导线流向正极d电池正极得电子的物质是电池正极得电子的物质是o2b必修2化学能与电能37利用利用cu+2fecl3=cucl2+2fecl2反应，反应，设计原电池设计原电池（1）选用）选用_为负极，为负极，_为正极，为正极，电解质溶液为电解质溶液为_。（2）写出电极反应式）写出电极反应式负极：负极：_正极：正极：_（3）画出装置图）画出装置图必修2化学能与电能38 微型纽扣电池在现代生活中是广泛应用的一种银锌电池，微型纽扣电池在现代生活中是广泛应用的一种银锌电池，其电极分别是其电极分别是ag2o和和zn，电解质溶液为，电解质溶液为koh溶液，电极溶液，电极反应式分别为反应式分别为 zn + 2oh- -2e- = zno + h2o ag2o + h2o + 2e- = 2ag + 2oh- 电池总反应式为电池总反应式为ag2ozn=2agzno 根据上述反应式，下列叙述中正确的是根据上述反应式，下列叙述中正确的是() a.在使用过程中，电池负极区溶液在使用过程中，电池负极区溶液ph增大增大 b.在使用过程中，电子由在使用过程中，电子由ag2o极经外电路流向极经外电路流向zn极极 c.在使用过程中，在使用过程中，zn电极发生还原反应，电极发生还原反应，ag2o电极发