高一化学必修二第二章第二节化学能与电能课件

2018年4月11日直接从自然界取得的能源称为一次能源水

电

站最

方

便

、

污

染

最

小

的

一

种

二

次

能

源

，

又

称

为

电

力

。电

能

是

现

代

社

会

中应用最广泛、使用新强单机容量最大的玛纳斯发电厂一

次

能

源

经

加

工

、

转

换

得

到

的

能

源

称

为

二

次

能

源火

电

站C

1.28图

2

-

72

0

0

1

年

我发电总量配火

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

?eneeuoerroemepdeneerorodyeoenoeneoene

2

0

0

1

年

我

国

发

电

总

量

构

成

图图一

、

化

学

能

与

电

能

的

相

互

转

化1,火力发电原理及过程化学能燃

然热能悲汽

机械能发电机电能煤堆是三机械能

发电机涡轮机(生产电力)

电现热源冷

海

水火力發電廠運作原理火

力

发

电

的

原

理

分

析

。热能静电沉淀器变压器(冷水使蒸汽转化成水)化学能煤粉

来自沉淀器的灰尘电能蒸汽燃烧豁水泵登重機运煤船电缆塔大武口发电厂一宁夏最大的坑口电厂汽

輪

概冷水洽

凝

器火力发电过程将化学能经一系列能量转化为电能关键燃

烧本质氧

化

还

原

反

应本质氧化剂与还原剂之间发生电子的转移引起旧键断裂和新键形成、体系能量变化2、

火力发电的化学深层本质分析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

.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.能量转换效率低化

学

能电

能演示探究Zn

Cu实验现象稀

H₂S

O₄锌

表

面

有

气

泡产

生

，

铜

表

面无

明

显

现

象Zn

+2H+=Zn

2++H₂

↑1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子2

.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在

Zn表面得电子?用

导

线

将

锌

表

面

的

电

子

引

出

来活探究ZnCu大

量

气

泡

片

逸

出

，

部分溶解从

铜锌

片实验现象稀H²SO4Zn+2H+=Zn

2++H₂

↑1.H

+

得到的电

子是

C

u

失

去的

吗

?2

.

在

这

个

过

程

中

C

u

起

什

么

作

用

?3

.

你

怎

样

才

能

知

道

导

线中

有电

子

通

过

?C

u

起

传

导电

子的

作

用

。可

用

电

流

表

测

电

流

及

方

向

。演示探究Zn

Cu锌

表

面

无

气

泡

，实

验

现

象，

铜

表

面

有

气

泡

，电

流

表

发

生

偏

转

。稀

H₂S

O₄电

子

由

Z

n

→

导

线

→

铜

片

→

H

+

定

向

移

动产

生电

流，

故电

流

表

的

指

针

发

生

偏

转1

.电

子

从

Z

n

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

?化

学

能

直

接

转

化

为

电

能[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

.

化

学

能

直

接

转

化

为

电

能1.

原

电

池

的

概

念

、

前

提概念

：将化学能转化为电能的装置2.前

提

：能自发发生氧化还原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)3.原

电

池

的

工

作

原

理原电池化

学

反

应能

量

转

变Zn-2e-=Zn2+氧化反应负极2H++2e-还原反应正极=HZn+2H+=Zn²++H₂1原

电

池

原

理加硫酸解释稀

硫

酸

溶

液负

极

出

电

子

，

电

子

回

正

极

Cu|(+)

负极e锌

铜

原

电

池

原

理e(一)Zn

—

二正极e~一负极ZnZn²+正极+H₂Cu电流表H+H+SO-I4.原

电

池

化

学

反

应

本

质

：

氧

化

还

原

反

应较

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)5.

电

荷

流

向

电

流

流

向

：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eG负

极锌原电池示意图正

极铜—

个P2→6.原电池形成条件：

两极

一

液

一

连线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

应试着说说原电池的构成有什么条件?*******************************************************************************************************************************************************************酒

精H₂SO₄H₂SO₄H₂SO₄H₂SO₄H₂So③HC1HC19

偏转不偏转两

极

材

料

不

同有

两

种

活

泼

性

不

同

的

金属

(

或

非

金

属

)

作

电

极实验探究AZn

CuH₂SO₄H₂SO₄H₂SO₄偏转不偏转溶液不同电

极

材

料

均

插

入电

解

质

溶

液中实

验

探

究AZn酒精H₂SO₄HC1Cug不偏转电

极

材

料

不同能自

发

地

发

生

氧

化

还

原

反

应实验探究ZnACuH₂SO₄H₂SO₄不偏转容器不同两

极

相

连

形

成

闭

合

回

路Zn

Cu

Zn

Cu实

验

探

究H₂SO₄H₂SO₄H₂SO₄H₂SO₄

溶液(

可

以

)Zn

Cu条

件：属稀

硫

酸

((

可

以

)有活泼性不同的两种金属或非例

2

实

验

探

究

形

成

原

电

池

的

条

件酒

精(

不

可

以

)ZnC

Znu(

不

可

以

)不

可

以

)稀

硫

酸禾稀硫酸ZnCuZn

Zn形

成

条

件

:

电

极

需

插

进

电

解

质

溶

液

中；实

验

探

究

形

成

原

电

池

的

条

件酒

精(

不

可

以

)CuSO₄

溶液(

可

以

)实

验

探

究

形

成

原

电

池

的

条

件ZnCu

Zn

Cu形

成

条

件

三

：

必

须

形

成

闭

合

回

路稀

硫

酸(

不

可

以

)稀

硫

酸7.如

何

书

写

电

极

反

应

方

程

式负

极

(

锌

片

)

:

Zn-2e-=Zn

2+正

极

(

石

墨

)

:2

H++2e-=H₂↑稀硫酸

总反应：

Zn+2H+=Zn²++H₂↑负

极

(

锌

片

)

:

Zn-2e-=Zn²+正

极

(铜

片

)

:

Cu²++2e-=CuCuSO₄

溶液

总反

应

：Zn+Cu²+=Zn²++Cu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：

C

m++me=C

(还原反应)要

求

书

写

时

，

正

负

极

得

失

电

子

数

相

等。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+<中氢)H+<Cu²+<Fe³+<Hg²+<Ag+(

酸特

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：2

H++2e-=H₂

↑总反应：

Mg+2H+=Mg²++H₂

↑●NaOH

做电解质：负极：2

Al-6e+8OH-=2AIO²+4H₂O正极：6H₂O+6e=3H₂

↑+6OH-●

总

反

应

：●2Al+2OH-+2H₂O=2AlO²-+3H₂

↑Zn-Al

原电池

，谁做负极?间

接

：化学能燃烧热

能蒸汽机械能发动机电能构成舞概念长

小

结光与念原电池直

接

：工

作

原

理装

置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

。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(D)

A.Ag

B.Zn(OH)₂C.Ag₂O

D.Zn(

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(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(3)、

根

据

电

子

或

电

流

流

动

方

向

(

外

电

路):(5)、根

据

离

子

方

程

式

判

断Fe+2H+=Fe2++H₂Fe+Cu²+=Fe2++Cu

l(

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

。●

析

氢

腐

蚀

：条件：水膜酸性较强负极：Fe-2e

-=Fe²+正极：2

H++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：2

H₂O+O₂+4e-=4OH

O₂O=4FH₂H32··钢铁的电化学腐蚀方程式：

吸氧，析氢-e(OH)₃10.

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

化原电池化

学

能

电

能电

解例：请根据反应：

2

Fe³++Fe=

3Fe²+设

计

原

电

池

，

你

有

哪

些

可

行

方

案

?FeCl₃Fe(NO₃)₃Fe₂

(SO₄)₃Fe-CuFe-C

Fe-AgFeCu一Ag1FeCl₃Fe(NO₃)₃Fe₂(SO₄)₃根

据

反

应

设

计

原

电

池

，

你

有

哪

些

可行

方

案

?(

2Fe³++Fe

=3

Fe

2+

)哪

个

更

快

?原电池的负极

被

腐

蚀

得

更

快

。原

电

池

的

金

属

正

极

被

保

护

。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

?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

)锌

片

插

入

稀

硫

酸

中

，

被

腐

蚀。

(

化

学

腐

蚀

)

B

H₂SO₄

酒精C

dgee

习

题

一

；

原

电

池

的

判

断

1.下列装置中能组成原电池形成电流的是(C)9Q

ydo习

题二

原电池的工作原理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(

B

)A.Mg

B.Fe

C.Al

D.Cu3.由

铜

锌

和

稀

硫

酸

组

成

的

原

电

池

工

作

时，

电

解

质

溶

液

的

PH(

C

)A.不

B

先

变

大

后

变

小C

逐

渐

变

大

D.

逐

渐

变

小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(

O匀题四

利用原电池电极刻断金属性强弱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(

)

BA.a

>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a其中

一

颗

是

黄

金的

—

—

这

是

她

富

有

的

标

志

；

另

一

颗

是

不

锈

钢

的

—

—

这是

一

次车祸后留下的痕迹。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

!请你当医生格林太太是位漂亮

、

开朗

、

乐观的妇女

。

当她开怀大笑的时候

，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙

：失眠、

心

情

烦

躁……医

生

搅

尽了

脑

汁，

格林

太

太的病

情仍未

好转

.

.

.

.令人百思不解的是，

自从车祸后，

格林太太经常头痛、

夜

间病

例

分

析虽然产生的电流很微弱，但却长时间的刺激

病人的神经，从而产生一

系列的病状。不锈钢制成你

能

为

她

开

一

个

药

方

吗

?三

、

发

展

中

的

化

学

电

源

干电池e-碱

性

电

池e-ee-

蓄

电

池锂离子电池*4PB290#TFAH₂负极燃料电池O₂

(空气)正极电

解

质e-HQnORoLA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。锂电池1、干

电

池

结

构

及

电

极

反

应

原

理干电池碳

棒

MnO₂

NH,C1

锌

筒碱性电池糊

糊锌皮电池壳用

作

电

池

负

极

。一電楚正裂一鹭税备一糊状氯化铵

是电解质→Zn

²+—2NHg+H₂干电池的结构负

极

：Zn-2e正极：2NH+2e电极反应(

1

)

干

电

池

结

构

及

电

极

反

应

原

理负

极

：

Zn

—2e-==

Zn2+正极：

2NH₄++2e-==2NH₃

↑+H₂

↑电

池

总

反

应

式

：Zn+2NH₄+==Zn²++2NH₃

↑+H₂

↑特

点

：

a:

一次性电池，

不可逆b:用

KOH代

替NH₄CI能

提

高

性

能

，

延

长

寿

命锂离子电池：

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。汽车用蓄电池2.充电电池锂离子电池aR民0主实时合对子电*4P8390847FA车号

硫

酸O4

2PbSO₄+2HzO蓄

电

池

的

结

构

和

反

应

原

理

化

铅板PbO₂+Pb+2H2S(2)充电电池(又称二次电池)铅蓄电池负极：Pb+SO₄²--2e==PbSO₄正极：PbO₂+4H++SO₄²-+2e-==PbS

O₄+2H₂O电

池

总

反

应

式

：Pb+PbO₂

+2H₂SO₄

===2PbSO₄

+2H₂O(

一

)

(

十

)Pb+PbO₂+4H++2SO₄²-==2PbSO

₄

+2H₂O特

点

：

次电池，可再次充电使用镍

铬

电

池特

点

：

比

铅

蓄

电

池

耐

用

，

可

密

封反

复

使

用

。NiO₂(s)+Bd(S)

+2H2O

(L)=Ni(OH)

2(S)

+Bd

(OH)

2(S)+H₂O

(L)UH)

2(S)Ag₂O=2Ag+Dd+Bd(S)(S)((△)燃

料

电

池

不

是

把

还

原

剂

、

氧