高一化学必修二第二章第二节化学能与电能

关于高一化学必修二第二章第二节化学能与电能第一页，共七十一页，2022年，8月28日第二页，共七十一页，2022年，8月28日水电站直接从自然界取得的能源称为一次能源第三页，共七十一页，2022年，8月28日

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，又称为电力。第四页，共七十一页，2022年，8月28日火电站一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源第五页，共七十一页，2022年，8月28日2001年我国发电总量构成图火力发电占据绝大部分什么是火力发电？火电站的工作原理如何?第六页，共七十一页，2022年，8月28日1,火力发电原理及过程燃烧蒸汽发电机化学能热能

机械能

电能一、化学能与电能的相互转化第七页，共七十一页，2022年，8月28日

化学能热能机械能电能燃烧蒸汽发电机火力发电的原理分析。第八页，共七十一页，2022年，8月28日2、火力发电的化学深层本质分析燃烧氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程关键本质本质引起第九页，共七十一页，2022年，8月28日火力发电优点:a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.b.电能清洁安全,又快捷方便.火力发电缺点:a.排出大量的温室效应气体.b.有废气可能导致酸雨c.废料废水d.储量有限e.能量转换效率低第十页，共七十一页，2022年，8月28日

化学能电能

？第十一页，共七十一页，2022年，8月28日化学能电能？（看书P35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，化学物质的选择。5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。第十二页，共七十一页，2022年，8月28日

离子方程式思考问题寻找答案你对问题２的想法稀H2SO4ZnCu锌表面有气泡产生，铜表面无明显现象1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子演示探究实验现象用导线将锌表面的电子引出来Zn+2H+=Zn2++H2↑２.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？第十三页，共七十一页，2022年，8月28日

演示探究实验现象Cu起传导电子的作用。可用电流表测电流及方向。Zn+2H+=Zn2++H2↑稀H2SO4ZnCu大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解1.H+得到的电子是Cu失去的吗？2.在这个过程中Cu起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？第十四页，共七十一页，2022年，8月28日演示探究实验现象化学能直接转化为电能1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？2.你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电子由Zn导线铜片H+定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转AZnCu稀H2SO4第十五页，共七十一页，2022年，8月28日[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。[实验结论]：导线中有电流通过第十六页，共七十一页，2022年，8月28日二.化学能直接转化为电能1.原电池的概念、前提

将化学能转化为电能的装置概念:2.前提:

能自发发生氧化还原反应第十七页，共七十一页，2022年，8月28日3.原电池的工作原理能量转变

化学反应将化学能直接转化为电能氧化还原反应中电子转移(负极失去电子经过导线定向的流入正极)原电池第十八页，共七十一页，2022年，8月28日电极材料电极反应式发生的反应原电池的电极Zn片Cu片总的离子反应方程式Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑负极正极还原反应氧化反应第十九页，共七十一页，2022年，8月28日失得Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑负极正极Zn+2H+＝Zn2++H2↑有气体产生Zn片溶解锌铜原电池原理负极出电子，电子回正极第二十页，共七十一页，2022年，8月28日

Zn2+

+

负极

正极

-

Zn

Cu电流表SO42-H+H+e-IH2第二十一页，共七十一页，2022年，8月28日4.原电池化学反应本质：

较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）

氧化还原反应第二十二页，共七十一页，2022年，8月28日

外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极e－5.电荷流向电流流向：负极正极第二十三页，共七十一页，2022年，8月28日6.原电池形成条件：①两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极。其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。

②电解质溶液

③形成闭合电路

④能自发地发生氧化还原反应两极一液一连线第二十四页，共七十一页，2022年，8月28日试着说说原电池的构成有什么条件？AZnCuH2SO4AZnCH2SO4AZnCu酒精ZnH2SO4ACuH2SO4**************************************************************************************************************************************************************************AZnZnH2SO4AZnCuHCl①②

③④⑤⑥

ACCuHCl第二十五页，共七十一页，2022年，8月28日实验探究AZnCuH2SO4AZnCH2SO4AZnZnH2SO4原电池①②电流表指针是否偏转区别结论偏转两极材料不同有两种活泼性不同的金属（或非金属）作电极不偏转①②第二十六页，共七十一页，2022年，8月28日实验探究AZnCuH2SO4AZnCu酒精AZnCuHCl原电池③④电流表指针是否偏转区别结论不偏转溶液不同电极材料均插入电解质溶液中偏转③④第二十七页，共七十一页，2022年，8月28日AZnCuH2SO4实验探究ACCuH2SO4⑤不偏转电极材料不同能自发地发生氧化还原反应第二十八页，共七十一页，2022年，8月28日电流表指针原电池⑥组偏转区别结论不偏转容器不同两极相连形成闭合回路实验探究AZnCuH2SO4ZnH2SO4ACuH2SO4⑥

第二十九页，共七十一页，2022年，8月28日CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）例2条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属第三十页，共七十一页，2022年，8月28日（可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中；实验探究形成原电池的条件第三十一页，共七十一页，2022年，8月28日实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）第三十二页，共七十一页，2022年，8月28日7.如何书写电极反应方程式负极（锌片）：

Zn－2e-=Zn2+负极（锌片）：

Zn－2e-=Zn2+正极（石墨）：

2H++2e-=H2↑正极（铜片）：

Cu2++2e-=Cu总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑总反应:

Zn+Cu2+=Zn2++Cu第三十三页，共七十一页，2022年，8月28日电极反应方程式的书写方法负极：较活泼金属（a）电极反应：a-ne-=an+(氧化反应)正极：较不活泼金属或非金属（b）电极反应：Cm++me-=C(还原反应)

要求书写时，正负极得失电子数相等。第三十四页，共七十一页，2022年，8月28日正极电极反应式+负极电极反应式=总反应方程式已知其中两个可以求第三个金属阳离子放电顺序：K+﹤Ca2+﹤Na+﹤Mg2+﹤Al3+﹤(水中氢)H+﹤Zn2+﹤Fe2+﹤Sn2+﹤Pb2+﹤(酸中氢)H+﹤Cu2+﹤Fe3+﹤Hg2+﹤Ag+第三十五页，共七十一页，2022年，8月28日特例镁铝原电池硫酸作电解质的电极反应式是什么？还有氢氧化钠作电解质又怎么写？硫酸做电解质：

负极：Mg-2e-=Mg2+

正极：2H++2e-=H2↑

总反应：Mg+2H+=Mg2++

H2↑NaOH做电解质：

负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O

正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-总反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+

3H2↑第三十六页，共七十一页，2022年，8月28日Zn-Al原电池，谁做负极？第三十七页，共七十一页，2022年，8月28日小结化学能与电能间接：直接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能装置原电池概念构成条件工作原理第三十八页，共七十一页，2022年，8月28日8.原电池电极名称的确定方法（1）、根据电极材料的性质确定。通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、化合物是正极。（2）、根据电极反应的本身确定。失电子的反应→氧化反应→负极得电子的反应→还原反应→正极练习：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：Ag2O+Zn+H2O＝

2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（）A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD第三十九页，共七十一页，2022年，8月28日（3）、根据电子或电流流动方向（外电路）：电子从负极流出沿导线流入正极电流从正极流出沿导线流入负极ee（4）、根据离子的定向移动（内电路）阳离子向正极移动阴离子向负极移动第四十页，共七十一页，2022年，8月28日（5）、根据离子方程式判断Fe+2H+=Fe2++H2（负极）（在正极）

（6）、负极往往会溶解，正极往往会产生气泡或者增重Fe+Cu2+=Fe2++Cu第四十一页，共七十一页，2022年，8月28日9.原电池原理的应用：①制作化学电源：各种电池②加快反应速率：

例如:实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。③判断金属活动性的强弱④揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。

因为钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀。第四十二页，共七十一页，2022年，8月28日钢铁的电化学腐蚀方程式：吸氧，析氢析氢腐蚀:

条件:水膜酸性较强

负极:Fe-2e-=Fe2+

正极:2H++2e-=H2↑

析氧腐蚀:

条件:水膜酸性较弱或呈中性

负极:Fe-2e-=Fe2+

正极:2H2O+O2+4e-=4OH-Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O△第四十三页，共七十一页，2022年，8月28日10.原电池设计思路：①释放能量的氧化还原反应（放热反应）

②

通常须两活性不同的电极

③

电解质溶液

④

还原剂在负极失电子，发生氧化反应；氧化剂在正极得电子,发生还原反应．化学能与电能的相互转化电能化学能原电池电解第四十四页，共七十一页，2022年，8月28日第四十五页，共七十一页，2022年，8月28日例：请根据反应:2Fe3++Fe

=3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe2(SO4)3第四十六页，共七十一页，2022年，8月28日根据反应设计原电池，你有哪些可行方案?

（2Fe3++Fe

=3Fe2+）FeCuCAgFeCl3Fe(NO3)3Fe2(SO4)3第四十七页，共七十一页，2022年，8月28日锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（化学腐蚀）锌片在锌,铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）哪个更快？原电池的负极被腐蚀得更快。分析锌,铁（稀硫酸）原电池中的电极反应。你感受到作为正极，铁被保护了吗？原电池的金属正极被保护。第四十八页，共七十一页，2022年，8月28日1.下列装置中能组成原电池形成电流的是()习题一：CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4原电池的判断第四十九页，共七十一页，2022年，8月28日2.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()A.MgB.FeC.AlD.Cu原电池的工作原理B3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的PH()A.不B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小C习题二第五十页，共七十一页，2022年，8月28日习题三5.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,

该反应的的原电池正确组合是(

)C原电池构成条件ABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl第五十一页，共七十一页，2022年，8月28日习题四4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>aB利用原电池电极判断金属性强弱第五十二页，共七十一页，2022年，8月28日

可是令她百思不解的是自从车祸后,她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生绞尽了脑汁，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，为格林太太揭开了病因！请你当医生第五十三页，共七十一页，2022年，8月28日病例分析第五十四页，共七十一页，2022年，8月28日

你能为她开一个药方吗？第五十五页，共七十一页，2022年，8月28日三、发展中的化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池第五十六页，共七十一页，2022年，8月28日锂电池

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负极相比较，使用寿命大大延长。第五十七页，共七十一页，2022年，8月28日干电池碱性电池1、干电池结构及电极反应原理第五十八页，共七十一页，2022年，8月28日第五十九页，共七十一页，2022年，8月28日（1）干电池结构及电极反应原理负极：Zn—2e-==Zn2+正极：2NH4++2e-==2NH3↑+H2↑Zn+

2NH4+==Zn2++2NH3↑+H2↑电池总反应式：特点：a：一次性电池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命第六十页，共七十一页，2022年，8月28日汽车用蓄电池锂离子电池锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。2.充电电池第六十一页，共七十一页，2022年，8月28日第六十二页，共七十一页，2022年，8月28日（2）充电电池(又称二次电池)Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(-)(+)负极:Pb+SO42--2e-==PbSO4

Pb+PbO2+4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O正极:PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O铅蓄电池特点：电池总反应式：二次电池,可再次充电使用第六十三页，共七十一页，2022年，8月28日镍铬电池

特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L）=2Ag（S）+Cd（OH）2（S）第六十四页，共七十一页，2022年，8月28日3.新型燃料电池

燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池高二化学氢氧燃料电池实验视频.mp4第六十五页，共七十一页，2022年，8月28日氢氧燃料电池燃料电池第六十六页，共七十一页，2022年，8月28日第六十七页，共七十一页，2022年，8月28日氢氧燃料电池的电极反应式和总反应怎么写？

氢氧燃料电池（中性介质）

正极：O2+2H2O+4e-==4OH-

负极：2H2-4e-==4H+

总反应式：2H2+O2==