高一化学《第二章_第二节_化学能与电能_》 第1课时.ppt

1、,化学能与电能,高一化学 第二章第二节,电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。,估计在2050年火电仍居首位,1. 火力发电的原理分析。,1. 火力发电的原理分析。,电能,机械能,热能,2. 火力发电的化学深层本质分析,火力发电,2. 火力发电的化学深层本质分析,火力发电,将化学能经一系列能量转化为电能,过程,2. 火力发电的化学深层本质分析,燃烧,火力发电,将化学能经一系列能量转化为电能,过程,关键,2. 火力发电的化学深层本质分析,燃烧,氧化还原反应,火力发电,将化学能经一系列能量转化为电能,过程,关键,本质,2. 火力发电的化学深层本质分析,燃烧,氧

2、化还原反应,氧化剂与还原剂之间发生电子的转移,火力发电,将化学能经一系列能量转化为电能,过程,关键,本质,本质,2. 火力发电的化学深层本质分析,燃烧,氧化还原反应,氧化剂与还原剂之间发生电子的转移,火力发电,将化学能经一系列能量转化为电能,旧键断裂和新键形成、体系能量变化,过程,关键,本质,本质,引起,思考：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。,1. 电流是怎样形成的？,能否直接转化为,2. 氧化还原反应的

3、实质是有电子的转移， 为何氧化剂与还原剂直接反应时没有电流形 成？根据电流形成的原理，你能否设计出将 氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方 案？,电能？,1. 电流是怎样形成的？,提示：怎样才能使氧化还原反应中 的电子转移定向移动？,能否直接转化为,2. 氧化还原反应的实质是有电子的转移， 为何氧化剂与还原剂直接反应时没有电流形 成？根据电流形成的原理，你能否设计出将 氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方 案？,电能？,实验2-4 原电池原理探究,3. Zn片和Cu片接触插入稀H2SO4 (不接电流表),实验2-4 原电池原理探究,Cu片上有何现象? 推测原因.,3. Zn片和Cu片接触插

4、入稀H2SO4 (不接电流表),4.Zn片和Cu片用导线连接(中间接电流表)插入稀H2SO4(偏向?),电流表指针有何变 化?说明了什么?,实验2-4 原电池原理探究,Cu片上有何现象? 推测原因.,3. Zn片和Cu片接触插入稀H2SO4 (不接电流表),4.Zn片和Cu片用导线连接(中间接电流表)插入稀H2SO4(偏向?),电流表指针有何变 化?说明了什么?,微观解释,实验2-4 原电池原理探究,Cu片上有何现象? 推测原因.,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-,阳离子:移向正极

5、,阴离子移向负极,原电池,“负极出电子，电子回正极”,必发生 失电子 的 氧化反应,必发生 得电子 的 还原反应,3. 活泼金属发生氧化反应向外线路提供电子 原电池的负极；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。,Zn片 溶解,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,得,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,得,Zn2e- Zn2+,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,得,Zn2e- Zn2+,2H+ 2e-H2,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,得,Zn2e- Zn2+,2H+ 2e-H2,负极,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,得,Zn2e

6、- Zn2+,2H+ 2e-H2,负极,正极,有气 体产 生,Zn片 溶解,失,得,Zn2e- Zn2+,2H+ 2e-H2,负极,正极,Zn+ 2H+ Zn2+ + H2,有气 体产 生,Zn片 溶解,第一组实验,实验探究形成原电池的条件,（可以）,第一组实验,实验探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,第一组实验,实验探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,第一组实验,实验探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,第一组实验,实验探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一： 活泼性不同的两个电极,第一组实验,实验探究形成原

7、电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一： 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,第一组实验,实验探究形成原电池的条件,实验探究形成原电池的条件,第二组实验,（可以）,实验探究形成原电池的条件,第二组实验,（可以）,（不可以）,实验探究形成原电池的条件,第二组实验,（可以）,（不可以）,形成条件二：自发的氧化还原反应;电极需插进电解质溶液中,实验探究形成原电池的条件,第二组实验,第三组实验,实验探究形成原电池的条件,第三组实验,实验探究形成原电池的条件,（不可以）,第三组实验,实验探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不

8、可以）,二、原电池的形成条件,二、原电池的形成条件,1. 两个电极(活泼性不同)；,二、原电池的形成条件,1. 两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等,二、原电池的形成条件,1. 两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等,2. 电极需插进电解质溶液中,二、原电池的形成条件,1. 两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等,2. 电极需插进电解质溶液中,3. 必须形成闭合回路,二、原电池的形成条件,4. 自发的氧化还原反应,1. 两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属

9、、石墨等,2. 电极需插进电解质溶液中,3. 必须形成闭合回路,1.下列装置中能组成原电池形成电流的是,H2SO4,Cu,Zn,酒精,A,Zn,H2SO4,Cu,H2SO4,C,Cu,Cu,H2SO4,习题一,B,A,A,Zn,Cu,A,A,D,1.下列装置中能组成原电池形成电流的是,C,H2SO4,Cu,Zn,酒精,A,Zn,H2SO4,Cu,H2SO4,C,Cu,Cu,H2SO4,习题一,B,A,A,Zn,Cu,A,A,D,ZnZn与稀硫酸进行实验. Zn石墨与稀硫酸进行实验. FeZn与稀硫酸进行实验. CuZn与乙醇进行实验. CuZn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验. CuZn与两

10、个西红柿进行实验. CuZn与橙汁进行实验.,巩 固 练 习,病 例 分 析,病 例 分 析,病 例 分 析,你能为她开一个药方吗？,你现在知道水果电池是怎么回事了吗？,你能为她开一个药方吗？,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负

11、极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),负极：,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),负极：,Zn2e-Zn2+,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),

12、(),2H+2e-H2,负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,1. 判断下列哪些装置构成了原电池？ 若不是，请说明理由；若是，请指出 正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,(),负极：,Zn2e-Zn2+,(),负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,(),负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,2H

13、+2e-H2,(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H

14、+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+C

15、u2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,2. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、 能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功 多种锂电池。 某种锂电池的总反应式是 LiMnO2 LiMnO2。下列说法正确的是( ) A. Li是负极，电极反应为Lie-Li+ B. Li是正极，电极反应为Lie-Li- C. MnO2是负极，电极反应为MnO2e-MnO2 - D. 锂电池是一种环保型电池,书写电极反应式，注意几点： （1）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子 反应式的一切规则； （2）负极失电子所得氧化产物、正极得电子 所得还原产物，与溶液的酸碱性有关； (3)两极电极反应式中的

16、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。,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.,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.,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.,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.,Fe,Fe+2H+ = Fe 2+ +H2,2H+2e - = H2,Ag,Fe2e - = Fe 2+,请在图上标出电子的流动方向和电流

17、方向, 并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,Fe,Fe+2H+ = Fe 2+ +H2,2H+2e - = H2,Ag,Fe2e - = Fe 2+,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.,Fe,Fe+2H+ = Fe 2+ +H2,2H+2e - = H2,Ag,Fe2e - = Fe 2+,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.,Zn,Fe,Fe+2H+ = Fe 2+ +H2,2H+2e - = H2,Ag,Fe2e - = Fe 2+,Zn+Cu2+ = Zn2 + Cu,Cu2+ +2e - =

18、 Cu,Cu,Zn2e - = Zn2+, 原电池原理的应用, 原电池原理的应用,制作化学电源 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。 判断金属活动性的强弱 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,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。,拓 展：,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。,拓 展：,硫酸铜、氯化铜、硝酸铜 等可溶性铜盐溶液,请

19、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。,拓 展：,铁,硫酸铜、氯化铜、硝酸铜 等可溶性铜盐溶液,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。,拓 展：,铁,铜、石墨或比铁,硫酸铜、氯化铜、硝酸铜 等可溶性铜盐溶液,不活泼的其他金属,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。,拓 展：,Fe 2e - = Fe 2+,铁,铜、石墨或比铁,硫酸铜、氯化铜、硝酸铜 等可溶性铜盐溶液,不活泼的其他金属,Cu2+ +2e -

20、= Cu,练 习,1. 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： ( B ) Aa b c d Ba c d b Cc a b d Db d c a,练 习,1. 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： ( B ) Aa b c d Ba c d b Cc a b d Db d c a,2. 如图所示，各烧杯中均盛有海水，铁在 其中被腐蚀由快到慢的顺序为 （ ）,A. B. C. D. ,3. 有人设计了Pt和Zn为电极材料的电池埋 入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器 的能源，它依靠人体体液中含有一定浓度 的溶解氧、H+ 和Zn2+ 进行工作，则 A Pt作负极