第二节化学能与电能第一课时

1、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2022-4-72常见的能源有哪些？常见的能源有哪些？一、能源的分类一、能源的分类1 1、按取得的方式分类按取得的方式分类（1 1）一次能源：）一次能源：直接从自然界取得的能源直接从自然界取得的能源 如：原煤、石油、天然气、可燃冰、水力如：原煤、石油、天然气、可燃冰、水力 风力、薪柴、地热、太阳能、天然铀矿等。风力、薪柴、地热、太阳能、天然铀矿等。（2 2）二次能源：）二次能源：一次能源经过加工转换得到的能源一次能源经过加工转换得到的能源 如：电能、氢能、蒸汽、核能等。如：电能、氢能、蒸汽、核能等。2022-4-732、按能源结构分（1

2、1）常规能源）常规能源：煤炭、石油、：煤炭、石油、 天然气天然气（2 2）新能源）新能源：太阳能、风能、：太阳能、风能、海洋能、地热能、生物能、氢能海洋能、地热能、生物能、氢能2022-4-74思考与交流思考与交流电能是现代社会中应用最广泛、使用电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源。最方便、污染最小的一种二次能源。如果一天、一周、一个月没有电的话，如果一天、一周、一个月没有电的话，你的生活学习会受到哪些影响？电能你的生活学习会受到哪些影响？电能是通过什么途径得到的？是通过什么途径得到的？长江三峡水利枢纽工程长江三峡水利枢纽工程, ,位于中国湖北省位于中国湖北省宜昌市三

3、斗坪宜昌市三斗坪, ,是世界最大的水利枢纽工是世界最大的水利枢纽工程。程。20012001年我国发电量构成图年我国发电量构成图 火力发电厂工作原理火力发电厂工作原理 火力发电中能量的变化过程是什么火力发电中能量的变化过程是什么? ?化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能2022-4-78火力发电厂外景2022-4-79（3 3）火力发电的）火力发电的利与弊利与弊化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能?二、化学能与电能的相互转化二、化学能与电能的相互转化1、火力发电、火力发电（1）原理：）原理：（2 2）关键：）关键：燃烧（燃烧（氧化还原反应氧化还原反应）是使化学能转化）是使化学能转化为电能

4、的关键为电能的关键利：我国煤炭资源丰富，价廉，开采容易；电利：我国煤炭资源丰富，价廉，开采容易；电能清洁安全、快捷方便、节省时间。能清洁安全、快捷方便、节省时间。弊：易产生三废，能量转化率低。弊：易产生三废，能量转化率低。燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机思考思考1：氧化还原反应的本质是什么？氧化还原反应的本质是什么？氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起化氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起化学键的重新结合，伴随体系能量的变化。学键的重新结合，伴随体系能量的变化。思考思考2 2：能否将化学能直接转化为电能？：能否将化学能直接转化为电能？2022-4-711 伏打伏打亚历山德罗伏打：意大利物理学家。1

5、745年2月出生在意大利。19岁时，他成为一名物理教师。32岁时，成为大学物理学教授。1791年，伽伐尼发表了青蛙神经和肌肉切片试验的论文。论文发表后，引起了伏打的兴趣，他重复了伽伐尼的试验。他判定电流不是来源于动物体，而是产生于两种不同的金属。1800年3月伏打把试验结果报告给英国皇家学会。在报告中，他介绍了他发明的伏打电池。1827年3月5日去世。为了纪念伏打在电学方面所做的贡献，人们把电压的单位命名为伏特。2022-4-712世界第一块电池世界第一块电池伏打电池伏打电池将将ZnZn片插入片插入H H2 2SOSO4 4溶液中溶液中有什么现象？为什么？有什么现象？为什么？将将CuCu片插入

6、片插入H H2 2SOSO4 4溶液中溶液中有什么现象？为什么？有什么现象？为什么？实验探究实验探究若将若将ZnZn片片,Cu,Cu片用一导线片用一导线连接再浸在连接再浸在H H2 2SOSO4 4溶液中，有溶液中，有什么现象？什么现象？将一将一ZnZn片片,Cu,Cu片平行插入片平行插入H H2 2SOSO4 4溶液中，有什么现象？溶液中，有什么现象？为什么？为什么？导线间接一电流计有何导线间接一电流计有何现象产生？现象产生？原电池的工作原理是什么？原电池的工作原理是什么？2022-4-717 分析实验现象，回答下列问题：分析实验现象，回答下列问题：1 1、电流表指针偏转的原因是什么？、电流

7、表指针偏转的原因是什么？2 2、为什么会在铜片的表面上有气泡？、为什么会在铜片的表面上有气泡？3 3、锌片与铜片各发生了什么反应、锌片与铜片各发生了什么反应? ?4 4、电子的流动方向怎样？、电子的流动方向怎样？有电流产生有电流产生 ZnZn片片导线导线 Cu Cu片片溶液中的溶液中的H H+ +在铜片表面得到电子，产生氢气在铜片表面得到电子，产生氢气ZnZn：Zn 2eZn 2e- - = Zn= Zn2+2+ Cu Cu：2H2H+ + 2e+ 2e- - = H = H2 22022-4-718 （ZnZn）Zn 2eZn 2e- - = Zn = Zn2+2+ （CuCu）2H2H+

8、+ 2e+ 2e- - = H = H2 2（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）2、化学能直接转化为电能的原理与装置、化学能直接转化为电能的原理与装置负极：负极：正极：正极：电子流出的一极为负极。电子流出的一极为负极。电子流入的一极为正极。电子流入的一极为正极。（1 1）电极的规定：）电极的规定：电极反应式：电极反应式：电极反应式：电极反应式：总电池反应式：总电池反应式：Zn + 2HZn + 2H+ + = Zn = Zn2+2+ + H + H2 2练习：书写铝、铜（稀硫酸）原电池电极反应式练习：书写铝、铜（稀硫酸）原电池电极反应式2022-4-719 书写电极反应式应注意的问

9、题书写电极反应式应注意的问题: : （1 1）标明原电池的正负极名称；）标明原电池的正负极名称； （2 2）用实际参加反应的粒子来表示；）用实际参加反应的粒子来表示； （3 3）两极电子得失数目要相等；）两极电子得失数目要相等； （4 4）标明反应的类型。）标明反应的类型。氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失e,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离

10、子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）（2 2）工作原理）工作原理2022-4-721将将化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。（3 3）原电池定义：）原电池定义： 2022-4-722实验实验 、观察它们是否产生了明显电流；、观察它们是否产生了明显电流；要求要求 、探究构成原电池的条件、探究构成原电池的条件CuZn A A、稀、稀H H2 2SOSO4 4CZnC C、稀、稀H H2 2SOSO4 4CuFeD D、CuSOCuSO4 4溶液溶液实验研究：构成原电池的条件实验研究：构

11、成原电池的条件ZnB B、乙醇、乙醇实验现象实验现象: :A A、B B、D D 没有明显电流没有明显电流C、E 有明显电流有明显电流ZnC FeE E、CuSOCuSO4 4溶液溶液2022-4-723（4 4）构成原电池的条件：）构成原电池的条件：（1 1）电极要求：）电极要求：活泼性不同活泼性不同的两种材料构成；的两种材料构成；（2 2）电极必须插在）电极必须插在电解质溶液电解质溶液中，一般负极材料中，一般负极材料 能与电解质溶液发生反应。能与电解质溶液发生反应。（3 3）必须构成）必须构成闭合回路闭合回路。（4 4）该反应为）该反应为自发氧化还原自发氧化还原反应反应。明明 确确正负两极

12、上进出电子总数相等，根据正负两极上进出电子总数相等，根据电子电子守恒守恒原理可进行两极上物质变化的计算。原理可进行两极上物质变化的计算。利用原电池原理利用原电池原理 可可制作各种电池制作各种电池，如干，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池氧燃料电池。原电池的工作原理是将氧化、还原两反应原电池的工作原理是将氧化、还原两反应分割在正负两极分割在正负两极同时不同地同时不同地进行，电子从进行，电子从负极定向流入正极，从而产生了电流。负极定向流入正极，从而产生了电流。练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说

13、明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总总反应反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu2.如图

14、所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，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溶液，片刻后可观察到的现象是3、试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池. Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag.2Fe3+Fe=3Fe2+( D )( Zn AgNO3 C )( Fe Fe2(SO4)3 C )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B. 保持平衡状态；保持平衡状态；C. 铁圈向下倾

15、斜；铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；2022-4-729AgNO3FeCl3FeC思考思考 什么类型的化学反应可设计成原电池？什么类型的化学反应可设计成原电池？ 理论上讲，常温下可自发进行的理论上讲，常温下可自发进行的氧化氧化还原反应还原反应都能设计成原电池。都能设计成原电池。2022-4-731本节要点本节要点:1，什么是原电池？，什么是原电池？2，构成原电池的条件是什么？，构成原电池的条件是什么？3，原电池的正负极和电子流向如何断？，原电池的正负极和电子流向如何断？4，原电池的工作原理是什么？，原电池的工作原理是什么？小小 结结的的化学能化学能 转化为转化为装置装置就叫就叫 原电池原电池。把把电能电能原电池原电池、锌片：锌片： ZnZn2e2eZnZn2+2+（氧化反应）（氧化反应）铜片：铜片： 2H2H+ +2e+2eH H2 2（还原反应）（还原反应） 电子由锌片经导线流向铜片电子由锌片经导线流向铜片练习：写出练习：写出中中 锌片和铜片上变化的离子方程锌片和铜片上变化的离子方程式、反应类型及电子流向。式、反应类型及电子流向。 2022-4-734有电解质溶液有电解质溶液有活性不同的两极有活性不同的两极有闭合回路有闭合回路有一个自发进行的氧有一个自发进行的氧化还原反应化还原反应构成原电池条件构成原电池条件ZnZnZnFe稀H2 SO4稀H2