(完整版)化学能与电能讲课课件

第二节化学能与电能（第一课时）

原电池的雏形理论解释：生物电观点！1780年，意大利生物学家伽伐尼(Galvani,L.)青蛙抽搐实验。伏打对生物电观点的质疑

（Volta,A.1745-1827）

1800年建立伏打电堆模型。

伏打电池是实用电池的开端。意大利物理学家伏打阅读课本及导航，回答问题1.什么是一次能源和二次能源？2.化学能如何间接地转化为电能？3.化学能如何直接转化为电能？4.原电池的概念、原理及构成条件是什么？一、一次能源与二次能源一次能源：直接从自然界获取的能源称一次能源。如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀等。二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源。如：电力、蒸汽等二、化学能转化为电能

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.火力发电优点:思考与交流：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？a、改进火力发电b、研究新的发电方式

方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神六”用太阳能电池燃料电池神舟六号燃料电池发电系统我国自主研发的燃料电池车实验一

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（1）定义：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池（电源）三、原电池[实验2-4]原电池原理的动画模拟电极材料现象电子得失电极反应原电池的电极Zn片Cu片总的离子反应方程式失得Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑负极正极Zn+2H+

＝Zn2++H2↑有气体产生Zn片溶解负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应电子从锌片流出流入铜片经外电路H+Zn2+SO42-电流方向电流方向：正极负极

外电路

阳离子:移向正极

阴离子移向负极

原电池“负极出电子，电子回正极”（2）原电池工作原理1、电子从负极流向正极。2、电流方向（外电路）：正极到负极。3、阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。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（3）原电池组成条件两极一液一连线②电解质溶液③形成闭合回路④能自发地发生氧化还原反应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）；AAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFeCuSiC(石墨)稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4

ABCDZnCuA稀H2SO4

酒精稀H2SO4

EFG√√√原电池的判断1、（4）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。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。2、下列装置哪些属于原电池，请说明理由。如是，请指出正极、负极。

AgA

AlAgNO3(2)盐酸生铁(3)

CuZnH2SO4(4)CuA

Zn甘油(1)反馈练习：CuAg生铁ZnA

CuFeFeCl3(5)ZnH2SO4H2SO4ACu(6)ZnH2SO4H2SO4ACu盐桥(7)A

AlNaOH

Mg(8)A

FeNaCl

C(9)CuCuCuC3、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y

为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（

）（A）X＞Y＞Z（B）X＞Z＞Y（C）Y＞X＞Z（D）Y＞Z＞XC4、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>aB①Al作____极,②Cu作____极电极反应式是：负极___________________

正极___________________总反应式_____________________（4）简单原电池电极反应式的书写Al和Cu作电极所构成的原电池,电解质溶液为稀硫酸负正2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑

①找出反应原理。写出反应方程式。②利用氧化还原反应知识，找出氧化剂、还原剂和电子转移数。负极：还原剂－ｎｅ－＝氧化产物正极：氧化剂＋ｎｅ－＝还原产物③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。

电极反应方程式书写方法：正极反应式+负极反应式===电池的总反应式注意几点：

（1）电极反应是离子反应，遵循质量、电荷、元素守恒；（2）两极产物与溶液的酸碱性有关；

(3)两极电极反应式中的电子得失数目（一般）保持相等；（4）两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。

H2SO4(aq)

CuSO4(aq)

ZnCu负极():.正极():.总反应式:.负极():.正极():.总反应式:.练习：请在图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.

AgFeZnZn－2e-=Zn2+

CuCu2++2e-=Cu

Zn+Cu2+

=Zn2++

CuFeFe－2e-=Fe2+

Ag2H++2e-=H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑

Ie-e-I

请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.正极:.1、电解液：硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液2、电极材料：负极：铁，正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属

Fe－2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu

四、设计原电池请将氧化还原反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成的原电池，试写出正负极电极反应方程式。负极正极Fe

—2e-==Fe2+2Fe3+

+2e-Fe2+

==2负极材料：

Fe

正极材料:

石墨或Cu等

电解质溶液：FeCl3拓展：

思考：有下列材料：Zn片、Cu片、导线、西红柿,根据构成原电池的条件，请大家推断一下能否组成原电池？制作“水果电池”动手实践：土豆萝卜西红柿课堂小结一、化学能与电能的相互转化1.火力发电的过程。2.原电池：将化学能转化为电能的装置。负极(Zn)：Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反应）正极(Cu)：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）总反应式：Zn＋2H+＝Zn