化学能与电能(第一课时)

1、 可是令她百思不解的是自从车祸后可是令她百思不解的是自从车祸后, ,她常常感到她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁医生绞尽了医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好转脑汁，格林太太的病情仍未见好转 一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太太揭开了病因！太揭开了病因！请你当医生请你当医生第二节第二节 化学能与电能化学能与电能第一课时第一课时阅读教材阅读教材39-40页回答下列问题页回答下列问题1、何为一次能源、二次能源？、何为一次能源、二次能源？2、电能是一次能源还是二次能源？、电能是一次能源还是二次能源？3、根据、根据

2、2001年我国发电总量构成图，我国年我国发电总量构成图，我国（ ）发电居于首位。）发电居于首位。4、火力发电的原理是什么？其关键是什么？、火力发电的原理是什么？其关键是什么？火电火电81.2水电水电17.6其它其它1.21.2一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1 火力发电原理及过程火力发电原理及过程思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？化学能（燃料）燃烧热能蒸汽机械能（涡轮机）发电机电能 燃燃烧的本质是烧的本质是氧化还原反应氧化还原反应，而氧化还原，而氧化还原反应的本质是反应的本质是电子转移电子转移。一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能【思考与交

3、流】火力发电有什么缺点1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机煤炭是非可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的经多次转换，能量损耗大，燃料的 利用率低利用率低 化学能化学能 电能电能直接？直接？稀硫酸稀硫酸ZnCu 将一将一Zn片、片、Cu片平行插入稀硫酸片平行插入稀硫酸中，有什么现象？中，有什么现象？写出有关反应的离写出有关反应的离子方程式。子方程式。现象现象(1) 锌片锌片上有气泡产生上有气泡产生(2)铜片铜片无现象无现象Zn+2H+=Zn2+H2稀硫酸ZnCu现象现象(1)铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生(2)锌片不断

4、溶解锌片不断溶解实验实验2-4（2 2）若将若将ZnZn片片,Cu,Cu片用一导线连接再片用一导线连接再浸在浸在H H2 2SOSO4 4溶液中，溶液中，有什么现象？为什有什么现象？为什么？么？稀硫酸ZnCu现象现象(3)电流表指针有偏转电流表指针有偏转(1)铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生(2)锌片不断溶解锌片不断溶解实验实验2-4 指针偏转，说明电路中有电流通指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。过，说明发生了电子定向移动。Zn 比比Cu活泼，用导线连在一起时，活泼，用导线连在一起时，Zn片片失去的电子（失去的电子（ Zn2e = Zn2+）变成）变成Zn2+进入溶液，电

5、子经导线流向进入溶液，电子经导线流向Cu片，片， 溶液中溶液中的的H由于电场作用下移向由于电场作用下移向Cu片得电子被还片得电子被还原成原成H2（2H+2e = H2 ）【分析与讨论】稀硫酸稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+Zn2e-=Zn2+总反应：总反应：2H+2e-=H2Zn+2H+=Zn2+H2（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）锌片：锌片：铜片：铜片：Cu-Zn原电池：原电池：一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1.1.原电池原电池（1）定义定义：将化学能直接转变成电能的装将化学能直接转变成电能的装置，称为置，称为原电池原电池 （电源）（电源）（2）电极电极：负极

6、负极：正极正极：发生氧化反应，失去电子（或电子流出)的一极发生还原反应，得到电子（或电子流进）的一极一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1.原电池（3）原理原理：e-e-e- _外电路外电路：内电路内电路：阳离子阳离子正极正极阴离子阴离子负极负极这样整个电路构成了这样整个电路构成了闭合回路闭合回路，带，带电粒子的电粒子的定向移动定向移动产生电流产生电流一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1.1.原电池原电池回忆思考：回忆思考：通过以上实验想想原电通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有池的条件又有哪些？哪些？组成：两电极、导线、电解质

7、溶液以及容器组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器怎样才能构成一个原电池呢？怎样才能构成一个原电池呢？结论：结论：v有两种活泼性不同的有两种活泼性不同的金属（金属（或其中一或其中一种为能导电的非金属，如种为能导电的非金属，如“碳棒碳棒”） 作作电极电极其中其中较活泼的金属作较活泼的金属作负极负极较不活泼的金属较不活泼的金属、非金属导体如石、非金属导体如石墨等作墨等作正极正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。）。可以结论：结论：电极材料均浸入的是电极材料均浸入的是电解质电解质溶液溶液（酸、碱、盐溶液）（酸、碱、盐溶液）（做原电池的内（做原电池的内电路，

8、并参与反应）电路，并参与反应）不可不可结论：结论：两极相连形成两极相连形成闭合闭合电路（外电路：电路（外电路：用导线连接或直接接触；内电路：液用导线连接或直接接触；内电路：液体相连）体相连）不可不可结论结论：有一有一个自发进行的氧化还原反应个自发进行的氧化还原反应 u不可练习练习1 下列哪些装置能构成原电池？下列哪些装置能构成原电池？稀硫酸稀硫酸ZnFe稀硫酸稀硫酸AgCuA稀硫酸稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液GZnZnHCl 溶液IZnPbCH3COOH溶液K5.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

9、）： 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 + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 5 请在请在图图上标出电子的流动方向和电流方向上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.稀硫酸稀硫酸ZnFe 请在请在图图上标出电子的流动方向和电流方向上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式并判断正负极，写出电极反应式和总

10、反应式.ZeFeFe+2H+ = Fe 2+ +H2 2H+2e - = H2AgFe2e - = Fe 2+Zn+2H+ = Zn2 + H22H+2e - = H2CuZn2e - = Zn2+Ie-e-I稀硫酸稀硫酸ZnFe根据电极材料判断根据电极材料判断ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸A稀硫酸稀硫酸A负极负极: 较活泼的金属较活泼的金属正极正极: 较不活泼的金属或非金属导体较不活泼的金属或非金属导体-+-+-+-+判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法根据电子或电流流动方向判断（外电路）：根据电子或电流流动方向判断（外电路）：电子从负极流出

11、电子从负极流出 沿导线沿导线 流入正极流入正极电流从正极流出电流从正极流出 沿导线沿导线 流入负极流入负极ee根据离子的定向移动方向（内电路）根据离子的定向移动方向（内电路）阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动根据电极反应判断根据电极反应判断失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极根据离子方程式判断根据离子方程式判断Fe+2H+=Fe2+H2（负极负极） （在正极）在正极）练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的反应可表示为：的反应可表示为：Ag2O+Zn+

12、H2O 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn负极：不负极：不断溶解，质量断溶解，质量减少；减少；正极：有正极：有气体产气体产生生, 或或质量质量增加增加根据电极现象判断根据电极现象判断（7）原电池原理的应用）原电池原理的应用制作化学电源制作化学电源 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： 。

13、2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。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电极反应方程式的书写方法电极反应方程式的书写方法 1、由离子方程式书写电极反应式由离子方程式书写电极反应式(拆成氧拆成氧化反应与还原反应化反应与还原反应) 2、选取电极及电解质溶液（正极：氧化反、选取电极及电解质溶液（正极：氧化反应中失去电子的金属；负极：

14、比正极稍微应中失去电子的金属；负极：比正极稍微不活泼的金属或碳棒；电解质溶液：与还不活泼的金属或碳棒；电解质溶液：与还原反应中得电子离子有关的原反应中得电子离子有关的可溶性可溶性的酸碱的酸碱盐）盐）加快反应速率加快反应速率 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应以加快反应速率。因为速率。因为Zn与置换出的与置换出的Cu构成原电池，构成原电池，加快了反应进行。加快了反应进行。原电池的反应速率大于普通反应的速率原电池的反应速率大于普通反应的速率判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱 例例 X、Y、Z都是

15、金属，把都是金属，把X浸入浸入Z的硝酸的硝酸盐溶液中，盐溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X与与Y组成原组成原电池时，电池时，Y是电池的负极。是电池的负极。X、Y、Z三种金三种金属的活动性顺序为属的活动性顺序为( ) 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。腐蚀。 钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀原电池反应而使钢铁遭到腐蚀 用更活泼的金属与被保护金属相连，或让用更活泼的金属与被保护金属相连，或让金属与电源的负极相连均可以防止金属腐金属与电源的负极相连均可以防止金属腐蚀蚀原电池引起的腐蚀原电池引起的

16、腐蚀化学腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀1 1. .某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是组成原电池时，锌为负极，此金属是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.3.如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐极逐渐变粗，渐变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列各组中的哪一组（应是下列各组中的哪一组（ ） A A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为

17、稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C CA AB BD根据反应设计原电池，你有哪些可行方案根据反应设计原电池，你有哪些可行方案? （ 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ ）负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液FeCuCAgFeCl3Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3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）铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也原电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）被腐蚀。（电化学腐蚀）哪个更快？哪个更快？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。5.5.把把a a、b b、c c、d 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。若导线两两相连组成