高一化学课件必修2化学能与电能

2化学能与电能它们有什么共同的特点呢？电电池家用电路。。。电属于典型的二次能源。从1660年，马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机至今，电已经被广泛地运用于生产跟生活的各个领域。电能（电力）：二次能源一次能源和二次能源一、化学能间接转化为电能1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？化学能（燃料）燃烧热能蒸汽机械能（涡轮机）发电机电能火电的优缺点优点：化学能经过一系列能量转化最终转变安全洁净电能。资源丰富。缺点：能量转化环节多，能量利用率低。污染环境。思考燃烧属于什么反应？氧化还原反应的本质是什么？反应中的能量变化是怎样产生的？能否将反应中的化学能直接转化为电能，以提高能量的利用率？如果能，还应该考虑哪些因素？放热反应氧化还原反应本质：氧化剂与还原剂之间发生电子转移。能量变化原因：氧化剂和还原剂直接接触发生反应进行电子转移，电子转移引起化学键的重新组合，同时引起能量的变化。问题要将氧化还原反应中释放的能量直接转化为电能，所要解决的第一个问题是什么？若氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行，那么怎样架设桥梁使电子从还原区域转移到氧化区域？怎样知道所架设的桥梁中有电子流过，即产生电流呢？使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行用导线使两区域形成闭合回路用电表或用电器测量实验一

将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。稀H2SO4ZnCu现象：解释：Zn片上有气泡（H2），Zn片逐溶解；Cu片无明显现象。Zn+2H+==Zn2++H2↑实验二

将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。稀H2SO4ZnCu现象：解释：

Zn片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。？G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。Zn比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子（Zn－2e－

=Zn2+）变成Zn2+进入溶液，电子经导线流向Cu片，溶液中的H＋由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2（2H+＋2e－=H2

↑）【分析与讨论】一、化学能转化为电能2.原电池（1）定义：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池（电源）（2）规定：负极：正极：电子流出（或电流流进）的一极电子流进（或电流流出）的一极2.原电池（3）电极反应：ZnCu稀硫酸A电极材料原电池正负极电极反应式发生的反应Zn片Cu片总的离子反应方程式负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反应还原反应Zn+2H+=Zn2++H2↑（两个电极反应之和）二、化学能直接转化为电能一、化学能转化为电能2.原电池（4）原理：e-↑e-→e-↓⊕_外电路：内电路：阳离子→正极阴离子→负极负极→正极e-这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流一、化学能转化为电能2.原电池回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器构成条件猜想：电极有关-----相同的电极材料导线有关-----切断导线电解质溶液有关-----非电解质实验探究:形成原电池的条件结论：有两种活动性不同的金属作电极不可实验探究:形成原电池的条件结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极其中较活泼的金属作负极较不活泼的金属、石墨等作正极可以实验探究:形成原电池的条件结论：两极相连形成闭合电路不可实验探究:形成原电池的条件结论：电极材料均浸入的是电解质溶液不可实验探究:形成原电池的条件结论：一个自发进行的氧化还原反应

u不可原电池的构成条件1、物质间要能发生氧化还原反应。2、两个活泼性不同的金属（或非金属）作电极。（产生电势差）3、电解质溶液。（作反应介质，提供离子移动）4、连接两电极导线，构成闭合回路。（引出电流）探究原电池的组成条件HClZn条件一：发生氧化还原反应。C条件二：两个活泼性不同的金属。条件三：有一个电解质溶液。条件四：有闭合的回路。判断原电池正、负极的方法1、由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极2、根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。3、根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。【归纳小结】4、电极反应现象．

不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极（6）原电池原理的应用①制作化学电源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。

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

AAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFeCuSiC(石墨)稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4

ABCDZnCuA稀H2SO4酒精稀H2SO4

EFG√√√习题一：原电池的判断病例分析病例分析病例分析金牙不锈钢牙呵呵，原来是假牙作怪！你能为她开一个“药方”吗？由以上的病例，你能的得到怎样的启示呢？掌握化学知识很重要如何判断原电池，以及原电池的正负极原电池原理的应用发展中的化学电源病例分析根据现象判断（溶解-负极；增重或有气泡-正极）根据电极材料（活泼金属-负极；不活泼或非金属-正极）根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，电流流入-负极；电子流入，电流流出-负极-正极）根据电极发生的反应（氧化反应-负极；还原反应-正极）根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路）（阴离子移向-负极；阳离子移向-正极）如何判断原电池，以及原电池的正负极？1、干电池一次电池：放电之后不能充电的电池（内部的氧化还原反应是不可逆的）锌筒石墨棒负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+

锌-锰干电池正极（石墨）：2NH4++2MnO2+2e—=2NH3↑+Mn2O3+H2OZn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O发展中的电池锌-锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质泄露出来，是电器腐蚀。为了防止泄露，在外壳套上金属筒或塑料筒，制成防漏电池。为了延长电池的寿命和提高性能，将内部的NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。发展中的电池2、充电电池铅蓄电池结构充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。汽车用蓄电池（1）铅蓄电池铅蓄电池负极Pb：正极PbO2：总反应：放电：化学能转化电能充电：电能转化化学能Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O发展中的电池（2）镍－镉碱性蓄电池P38（3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。用途：电脑、手表、心脏起搏器等。锂电池（有机溶剂电解液）负极：2Li-2e—=2Li+正极：I2+2e—=2I—总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。发展中的电池燃料电池H2O2负极H2：

H2-2e-=2H+

正极O2：O2+2H2O

+4e-=4OH-总反应：

O2+2H2

=2H2OH+OH-H2O燃料电池是一种新型的化学电池(例如：H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池)两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体在电极表面放电，与其它电池区别：反应物不是储存在电池内发展中的电池3、燃料电池氢氧燃料电池结构氢氧燃料电池：负极：2H2＋4OH—－4e—＝4H2O（氧化反应）正极：O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反应）总反应：2H2＋O2＝2H2O新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应：负极：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-＝8OH-