化学能和电能全解

一、化学能转化为电能1、火力发电原理及过程化学能热能机械能电能燃烧蒸汽发电机一次能源与二次能源的区别？第二节化学能与电能能否将化学能直接转化为电能？1氧化剂+还原剂==氧化产物+还原产物化合价降低，得到电子，被还原

化合价升高，失去电子，被氧化反应物

性质

表观特征

实质变化过程

变化结果

生成物氧化剂还原剂氧化性化合价降低得电子复原性化合价升高失电子被复原复原产物被氧化氧化产物复原反响氧化反响复原剂：升、失、氧〔化、复原剂〕氧化剂：降、得、还〔原、氧化剂〕知识回忆2实验探究实验操作现象结论或解释

锌片上有气泡铜片上无气泡铜与稀硫酸不反响铜片上有气泡?电流计指针偏转导线中有电流通过锌与稀硫酸反响Cu32、原电池化学能转变为电能的装置〔1〕原电池定义：〔2〕原电池的工作原理：〔3〕组成原电池的条件：电极电极材料电极反应反应类型总反应锌片Zn-2e-=Zn2+

氧化反响铜片2H++2e-=H2↑

复原反响电子由锌片经外电路流向铜片负极正极Zn+2H+=Zn2++H2↑〔负极流向正极〕电子流向：①负极上复原性较强的物质失去电子发生氧化反响，②电子从负极经外电路流向正极，③正极上氧化性较强的物质得到电子发生复原反响。4实验仪器实验1，2，3实验装置

能否产生电流

构成原电池条件一

实验探究二-原电池构成的条件之一不能能能活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、

石墨等5实验序号实验4,5实验装置

能不能电极必须插在电解质溶液中能否产生电流

构成原电池的条件二实验探究二-原电池构成的条件之二6实验仪器实验6,7实验装置

能否产生电流

构成原电池条件三

能不能两极相连形成闭合回路实验探究二-原电池构成的条件之三7AZnCuH2SO4AAgCuH2SO4原电池右图装置电流表指针偏转区别结论不偏转电极材料不同电池总反响应该是能自发地发生氧化复原反响实验探究二-原电池构成的条件之四8

原电池的构成条件①活动性有差异的两种金属〔或一种是非金属导体〕作电极；②两极均插入电解质溶液；③两极相连形成闭合电路。〔金属和氧化物；惰性电极等〕〔或传导离子的介质〕④一个自发的氧化复原反响。9练习如果改变装置中的某一局部，还能形成原电池吗FeCu③ZnC①GFeFe②G④ZnCuG⑤G10D2、用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的反响是()++2e-=H2-=Zn2+2O+4e-+O2=4OH-++e-=Ag1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反响原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是()A.镁B.石墨C.铝D.铅D11H+H+SO42－Zn2＋H2e-氧化反响Zn-2e-==Zn2+

铜锌原电池电解质溶液失e-,沿导线传递，有电流产生复原反响阴离子阳离子负极正极2H++2e-==H2↑12原电池电极反响式的书写〔优化38页〕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总反响:Zn+2H+=Zn2++H2↑总反响:Zn+Cu2+=Zn2++Cu13请同学们根据原电池的原理，指出以下原电池的正极与负极分别是什么？写出电极反响方程式和总反响方程式。练习14原电池电极名称确实定方法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、金属氧化物是正极。2、根据电极反响的本身确定。失电子的反响→氧化反响→负极得电子的反响→复原反响→正极练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的反响可表示为：Ag2O+Zn+H2O＝2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生反响的物质是〔〕A.AgB.Zn(OH)22D153、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ee4、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165、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++Cu17原电池原理的应用1、加快氧化复原反响速率因为形成原电池后，氧化反响和复原反响分别在两极上进行，使溶液中的粒子在运动时相互间的干扰减小，反响速率加快。如：实验室用Zn和稀硫酸反响制H2，常用粗锌，粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，使产生氢气的速率加快。它产生H2的速率快。182、比较金属的活动性强弱讨论1：有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流方向为D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反响。据此，判断四种金属的活动性顺序是()A．A>B>C>D B．A>C>D>BC．C>A>B>D D．B>D>C>A随堂练习教材p452题19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〕原电池中的电极反响。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。3、金属的腐蚀和保护例如钢铁的腐蚀。204、设计原电池一个氧化复原反响，首先分析找出氧化剂、复原剂，一般复原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被复原。21根据反响设计原电池，你有哪些可行方案?〔2Fe3++Fe=3Fe2+〕负极正极电解质溶液FeCuCAgFeCl3Fe(NO3)3Fe2(SO4)322干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池形形色色的电池23“震动动力充电电池〞勺水充电三维纳米结构电池尿液充电的电池

24二、开展中的化学电源1、干电池负极〔锌筒〕：Zn−

2e-＝Zn2+

正极〔石墨棒〕：2NH4++2e-+2MnO2=2NH3+Mn2O3+H2O总反响：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O〔-〕Zn|NH4Cl|C〔+〕252、充电电池〔二次电池〕〔1〕铅蓄电池：(-)Pb|H2SO4|PbO2(+)负极(Pb)：Pb+SO42-−2e-＝PbSO4

正极(PbO2)：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O总反响方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O思考：假设转移2mole-,消耗多少H2SO4？负极板质量呢？特点：①可逆向进行，即充电；②电解液酸性减弱2627讨论：人造地球卫星用到一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反响为：Zn+2OH－－2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是〔〕A、负极，并被氧化B、正极，并被复原C、负极，并被复原D、正极，并被氧化B〔2〕锂电池P43讨论：心脏起搏器中使用的新型Li—I2电池的反响可简化为：2Li＋I2=2LiI，以下说法中不正确的选项是〔〕A．负极反响式为：Li－e－=Li＋B．该电池以含Li＋的水溶液为电解质C．该电池负极材料为金属锂D．锂电池的使用寿命长的原因之一是锂的摩尔质量小，单位质量的电极材料所能转换的电量(比容量)大B特点：①“绿色〞；②容量大；③电解液中不能有水28293、燃料电池：①原理：③两极材料：惰性材料，只具导电性。②反响物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。④两极判断：⑤导电介质：⑥高效、环境友好。将燃料和氧化剂(如:O2)反响所放出的化学能转化为电能。负极：通入燃料气的一极正极：通入O2或空气的一极可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。30〔1〕氢氧燃料电池：〔-〕Pt(H2)|H2SO4|Pt(O2)〔+〕负极：2H2-4e-＝4H+

正极：O2+4e-+4H+＝2H2O总反响：2H2+O2＝2H2O〔-〕Pt(H2)|KOH|Pt(O2)〔+〕负极：2H2+4OH-−4e-＝4H2O正极：2H2O+O2+4e-＝4OH-

总反响：2H2+O2＝2H2O思考：假设介质为碱性环境呢？

负极正极（Pt）（Pt）碱性/中性：

O2+4e-+

2H2O

＝4OH-

酸性：

O2+4e-+4H+＝2H2O正极写法：31〔1〕负极发生氧化反响，正极发生复原反响〔负氧正还〕。〔2〕要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。〔3〕要注意电极反响产物是否与电解质溶液发生反响。原电池电极反响式的书写本卷须知练习教材p455题32讨论：有人用铂作电极，稀硫酸作电解质溶液，又从两电极分别通CH4和O2，形成燃料电池，该电池中通入甲烷的铂为极，发生的电极反响是，正极的电极反响式是，反响的总化学方程式是。负负极：CH4+10OH-−8e-