必修2_第二节_化学能与电能(2课时).ppt

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1、2-2 化学能与电能化学能与电能阅读教材阅读教材P39 资料卡片资料卡片蒸汽蒸汽电能电能水能水能风能风能石油石油天然气天然气原煤原煤指出下列哪些是二次能源？指出下列哪些是二次能源？（2 2）若将若将ZnZn片片,Cu,Cu片用一导线片用一导线连接再浸在连接再浸在H H2 2SOSO4 4溶液中，有溶液中，有什么现象？为什么？什么现象？为什么？（1 1）将将ZnZn片片,Cu,Cu片分别平行插入片分别平行插入H H2 2SOSO4 4溶液中，各有什么现象？溶液中，各有什么现象？为什么？为什么？演示讨论演示讨论Zn-2e-=Zn2+氧化反应氧化反应 2H+2e-=H2还原反应还原反应负极负极正极正

2、极总反应：总反应：Zn + 2 H+ = Zn2+ + H2e电子流向、电流流向：电子流向、电流流向：负极负极正极正极小结小结铜锌原电池原理动画铜锌原电池原理动画（2）反应本质：氧化还原反应氧化还原反应（3 3）原电池正负电极的判断方法原电池正负电极的判断方法负极：负极：正极：正极： 电子电子流出流出，发生失电子的氧化反应，发生失电子的氧化反应电子电子流入流入，发生得电子的还原反应发生得电子的还原反应根据电极材料判断根据电极材料判断ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸A稀硫酸稀硫酸A负极负极: 较活泼的金属较活泼的金属正极正极: 较不活泼的金属或非金属导体较不活

3、泼的金属或非金属导体-+-+-+-+根据电子或电流流动方向判断（外电路）：根据电子或电流流动方向判断（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ee根据离子的定向移动方向（内电路）根据离子的定向移动方向（内电路）阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动根据电极反应判断根据电极反应判断失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极根据现象判断根据现象判断电极不断溶解：电极不断溶解：负极负极有气泡冒出、有固体析出：有气泡冒出、有固体析出：正极正极根据离子方程式判断根据离子方程式判断Fe+2H+

4、=Fe2+H2（负极） （在正极）CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）1）两种活泼性不同的金属）两种活泼性不同的金属(或导电非金属或导电非金属) 作作电极电极。3）两极相连形成）两极相连形成闭合回路闭合回路。2）电极材料均插到）电极材料均插到电解质溶液电解质溶液。 （负极在电解质溶液中能够输出电子。）（负极在电解质溶液中能够输出电子。）练习练习1 下列哪些装置能构成原电池？下列哪些装置能构成原电池？稀硫酸稀硫酸ZnFe稀硫酸稀硫酸AgCuA稀硫酸稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液G铜锌原电池原理动画铜锌原电池原理动画实践活动实践活动自制电池自制

5、电池水果电池。如下图：水果电池。如下图：4.原电池原理的应用原电池原理的应用加快反应速率：加快反应速率：（形成原电池反应，反应速率加快形成原电池反应，反应速率加快） 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。 钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀池反应而使钢铁遭到腐蚀 例例 X、Y、Z都是金属，把都是金属，把X浸入浸入Z的硝酸盐溶的硝酸盐溶液中，液

6、中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X与与Y组成原电池时，组成原电池时，Y是电池的负极。是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性三种金属的活动性顺序为顺序为( )C因为因为X置换出置换出Z,所以金属性所以金属性负极的金属较活泼负极的金属较活泼,所以所以判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱一般说来一般说来: 活泼金属作负极活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极较不活泼的金属作正极 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + CuFe + Cu2+2+ = Cu + Fe = Cu + Fe2+2+设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电

7、解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ：负极负极: .正极正极: . 1 1、电解液：、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液酸铜等可溶性铜盐溶液 2 2、电极材料：、电极材料： 负极：铁，负极：铁， 正极：铜、石墨或比正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属铁不活泼的其他金属 Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 制作化学电源制作化学电源 练习练习 把把A,BA,B两种不同的未知活泼性的金属用导两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中线连接后同时插入稀硫酸中, ,结果发现结果发

8、现A A金属上金属上有气体产生有气体产生, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )( )A. AA. A为正极为正极,A,A较活泼较活泼B. BB. B为负极为负极,B,B较活泼较活泼C. AC. A上发生的是氧化反应上发生的是氧化反应D. AD. A的质量减小的质量减小B间接：间接：直接：直接：化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发动机发动机电能电能装置装置原电池原电池构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？3.原电池的工作原理是什么？原电池的工作原理是什么？什么是原电池？什么是原电池？4.2.将化学能转变为电能的装置将化学能转变为电能的装置原电池的正负极和电子流向

9、如何判断？原电池的正负极和电子流向如何判断？1）化学电池有三大类型：）化学电池有三大类型： 、 、 . 一次性电池一次性电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 2）特点：）特点：一次电池：不可充电，一次电池：不可充电， 如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）二次电池：可循环利用，二次电池：可循环利用， 放电过程是将放电过程是将 能转化为能转化为 能；能； 充电过程是将充电过程是将 能转化为能转化为 能。能。燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用， 最理想的燃料是最理想的燃料是 。（1）产

10、物为水，无污染）产物为水，无污染（2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多（3）来源广）来源广化学化学 电电 电电 化学化学H2 二、常见的化学电池二、常见的化学电池1.干电池干电池(一次性电池一次性电池)电极电极: :ZnZn为负极为负极, ,碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉糊和淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，粉末，吸收正极产生的吸收正极产生的H H2 2，防止产生极化现，防止产生极化现象。象。电极方程式：电极方程式：负极负极(Zn):(Zn):ZnZn2e2e- -ZnZn2

11、 2正极正极(C)(C)：2MnO2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4+ + + 2e + 2e- -= Mn= Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O铅蓄电池铅蓄电池: : 电极：电极：PbPb为负极为负极, PbO, PbO2 2为正极为正极. . 电解液电解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 电极反应式电极反应式: : 放电时：放电时： 负极负极(Pb) (Pb) ：PbPbSOSO4 42 2- -2e2e- -PbSOPbSO4 4 正极正极(PbO(PbO2 2) ) PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 22e2e

12、- -PbSOPbSO4 42H2H2 2O O总电池反应总电池反应: :PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O充电时：充电时： 阴极阴极(Pb)(Pb)： PbSOPbSO4 4 2e2e- - PbPbSOSO4 42 2- - 阳极阳极(PbO(PbO2 2) ) PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e- -PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 2总电解反应总电解反应: : 2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4通电通电3、锂电池、锂电池4、新型

13、燃料电池、新型燃料电池氢氧氢氧燃料电池燃料电池电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰性电极反应原理反应原理:a.电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液负极负极:正极正极: 总反应：总反应：b.电解质溶液电解质溶液: HCl (盐酸盐酸)负极负极 : 正极正极:总反应：总反应： 2H2+4OH4e-4H2OO22H2O 4e-4OH 2H2O22H2O2H2-4e-=4H+O2+4H+4e- =2H2O2H2O22H2O银锌电池银锌电池ZnZn为负极为负极, Ag, Ag2 2O O为正极为正极 电解液电解液: KOH: KOH溶液溶液电极反应式电极反应式: : 负极负极: :ZnZn2OH2OH2e2e- -Zn(OH)Zn(OH)2 2 正极正极: :AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH总反应式总反应式: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 2氢氧燃料电池：氢氧燃料电池：2H2O22H2O银锌电池：银锌电池：ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O 铅蓄电池：铅蓄电池：