高一化学必修化学能与电能

高一化学必修化学能与电能（一）、火力发电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2页,共37页，2024年2月25日，星期天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.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.能量转换效率低火力发电优点火力发电缺点第3页,共37页，2024年2月25日，星期天思考：假设你是电力工程师，面对这些巨大的浪费，你会如何应对呢？a、改进火力发电

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。b、研究新的发电方式第4页,共37页，2024年2月25日，星期天化学能电能？1、燃烧的本质？2、氧化还原反应的本质是什么？3、电子是如何转移的？燃烧是使化学能转化为电能的关键氧化还原反应电子的转移还原剂把电子转移给氧化剂第5页,共37页，2024年2月25日，星期天实验1将铜片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸CuZnH2SO4在锌片表面有气泡铜片表面没有气泡实验探究请你先预测下列实验的现象，再动手实验，观察现象。实验2用导线将锌片、铜片连接起来在导线中间接入一个电流表CuZnH2SO4铜片表面也出现气泡电流计指针偏转A第6页,共37页，2024年2月25日，星期天思考：判断这个电池的正极、负极，指出电流的方向、电子的流动方向。从微观角度分析：在什么位置发生了什么化学变化？你能用化学语言表示吗。小组讨论为什么铜片上也有气泡？

为什么电流计的指针会偏转？第7页,共37页，2024年2月25日，星期天CuZnH2SO4e-负极ZnZn2+-2e-2H+H2↑+2e-锌片铜片氧化反应还原反应正极总反应式：Zn2H+Zn2+H2↑+=+得电子电子流入失电子电子流出第8页,共37页，2024年2月25日，星期天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片溶解第9页,共37页，2024年2月25日，星期天1、原电池定义:把化学能转变为电能的装置.（二）、化学能直接转化为电能的原理与装置“负极出电子，电子回正极”第10页,共37页，2024年2月25日，星期天原电池必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应

较活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极；较不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。

第11页,共37页，2024年2月25日，星期天判断原电池正、负极的方法＊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＊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。＊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。第12页,共37页，2024年2月25日，星期天实验探究:形成原电池的条件结论：电极材料均浸入电解质溶液中第13页,共37页，2024年2月25日，星期天实验探究:形成原电池的条件结论：两极相连形成闭合电路第14页,共37页，2024年2月25日，星期天实验探究:形成原电池的条件结论：一个自发进行的氧化还原反应

u第15页,共37页，2024年2月25日，星期天CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）第16页,共37页，2024年2月25日，星期天思考与交流通过以上实验和探究，试说明化学电池由几部分组成，它的组成条件是什么？

2、总结归纳原电池的构成条件：①有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中。③两极相连形成闭合电路。④有一个自发的氧化还原反应第17页,共37页，2024年2月25日，星期天

原电池设计思路：①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．第18页,共37页，2024年2月25日，星期天1,Zn—Zn与稀硫酸进行实验.3,Zn—石墨与稀硫酸进行实验.4,Fe—Zn与稀硫酸进行实验.5,Cu—Zn与乙醇进行实验.6,Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验.7,Cu—Zn与两个西红柿进行实验.8,Cu—Zn与橙汁进行实验.以上组合哪些可以组成原电池3,4,6,8例1第19页,共37页，2024年2月25日，星期天病例分析第20页,共37页，2024年2月25日，星期天病例分析第21页,共37页，2024年2月25日，星期天病例分析第22页,共37页，2024年2月25日，星期天

你能为她开一个药方吗？第23页,共37页，2024年2月25日，星期天实践活动自制电池——水果电池。如下图：第24页,共37页，2024年2月25日，星期天第二节化学能与电能(2)原电池第25页,共37页，2024年2月25日，星期天由以上的病例，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第26页,共37页，2024年2月25日，星期天根据现象判断（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？第27页,共37页，2024年2月25日，星期天（2010广东理综卷）23.铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是A

、正极反应为：Zn—2e-=Zn2+

B、电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2++CU

C、在外电路中，电子从负极流向正极D、盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

解析：Zn是负极，故A错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故C正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。答案：BC第28页,共37页，2024年2月25日，星期天1.下列装置中能组成原电池的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知第29页,共37页，2024年2月25日，星期天2.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CuSO4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⑴Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag⑵2Fe3++Fe=3Fe2+(D)(Zn∣AgNO3∣C)(Fe∣Fe2(SO4)3∣C)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；第30页,共37页，2024年2月25日，星期天5.原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。(2)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）第31页,共37页，2024年2月25日，星期天2.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第32页,共37页，2024年2月25日，星期天比较反应速率⑶例2：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和1mol/L硫酸；B.A.纯锌和1mol/L硫酸；纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（D

）第33页,共37页，2024年2月25日，星期天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发展中的电池第34页,共37页，2024年2月25日，星期天

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。发展中的电池第35页,共37页，2024年2月25日，星期天2、充电电池二次电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。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发展中的电池第36页,共37页，2024年2月25日，