必修化学能与电能.pptx

《必修化学能与电能.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修化学能与电能.pptx（39页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电的广泛应用 电能是现代社会中电能是现代社会中应用最广泛、应用最广泛、使用最方便、污染最小使用最方便、污染最小的一种的一种二二次能源次能源，又称为电力。，又称为电力。第1页/共39页第2页/共39页1、火力发电原理及过程、火力发电原理及过程燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能转化为电能第3页/共39页2、火力发电的化学深层本质分析、火力发电的化学深层本质分析燃烧燃烧氧化还原反应氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电火力发电将化学能经一系列能量转化为电能将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、

2、体系能量变化旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程过程关键关键本质本质本质本质引起引起第4页/共39页思考：火力发电有何弊端？多次转换，能量利用率低燃烧蒸汽发电机化学能 热能 机械能 电能第5页/共39页实验现象：锌片溶解，有气泡产生将一Zn片平行插入稀H2SO4中，有什么现象？Zn+2H+=Zn2+H2（还原剂）（氧化剂）第6页/共39页还原剂氧化反应氧化剂还原反应e-如何将氧化还原反应产生的能量直接转化为电能？第7页/共39页实验现象：实验现象：铜片上有气泡产生，铜片上有气泡产生，锌片不断溶解锌片不断溶解电流表发生偏转电流表发生偏转 若将Zn片,Cu片用一导线连接再插入稀H2SO4 中，有什

3、么现象？实验探究第8页/共39页ZnCuA稀稀H2SO4e-e-III负极正极阴阴离子移向离子移向负负极极阳阳离子移向离子移向正正极极电子电子从负极流向正极从负极流向正极电流电流从正极流向负极从正极流向负极 失电子得电子第9页/共39页锌片 Zn-2e-Zn2+（氧化反应）2.原电池原电池 1、定义：把化学能转变为电能的装置2、电极反应式：负极：正极：总反应：Zn+2H+=Zn2+H2铜片 2H+2e-H2（还原反应）CuZnA稀硫酸稀硫酸第10页/共39页 稀硫酸探究：原电池的构成条件？条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属 稀硫酸 稀硫酸第11页/共39页 酒精溶液 稀硫酸 形成条件二：电

4、极需插进电解质溶液中第12页/共39页 稀硫酸 稀硫酸形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路第13页/共39页1 12 23 33 3、原电池的构成条件、原电池的构成条件:两种活动性不同的金属（或一种是可导电的两种活动性不同的金属（或一种是可导电的非金属）做电极非金属）做电极电极插入电解质溶液中（酸、碱、盐）电极插入电解质溶液中（酸、碱、盐）两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路原电池化学反应本质：原电池化学反应本质：氧化还原反应氧化还原反应4 4自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应第14页/共39页4 4、正、负极的判断方法、正、负极的判断方法电子流出；电子流出；

5、金属溶解金属溶解/质量减少质量减少电子流入；电子流入；负极负极较活泼金属；较活泼金属；正极正极氧化反应；氧化反应；较不活泼金属较不活泼金属/非金属；非金属；还原反应；还原反应；有气泡产生有气泡产生/质量增加质量增加第15页/共39页1.对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是锌片溶解了 g 铜片上析出 L H2【练习练习】32.511.2第16页/共39页2、将锌片和铜片用导线连接置于同一稀 H2SO4溶液中，下列各叙述正确的是（）A、正极附近SO42-的浓度逐渐增大B、负极附近SO42-的浓度逐渐增大C、电解质溶液的 pH 逐渐减小D、电解质溶

6、液的 pH 逐渐增大BD第17页/共39页AAAAAZn CuFe 石墨 Zn CuFe CuCu Ag CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 酒精溶液 AgNO3溶液 稀HCl 练练习习AZn Fe 3 3、判断下列哪些装置构成了原电池？若是，指出正、判断下列哪些装置构成了原电池？若是，指出正负极名称，并写出电极反应式和总反应。负极名称，并写出电极反应式和总反应。第18页/共39页正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：Fe-2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuAAlMgNaOH溶液溶液正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：Al-3e-+4OH-AlO2-+2

7、H2O2H2O+2e-2OH-+H22Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2第19页/共39页（1）锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（2）锌片在锌-铜-稀硫酸的原电池中作为负极，也 被腐蚀。请问哪个反应速率更快？思考题 14、原电池的应用：、原电池的应用：加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率Zn稀硫酸稀硫酸CuZnA第20页/共39页 有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 a、b相连后，a极金属不断溶解 c、d相连后，外电路电流由d到c a、c相连后，c极产生大量气泡 b、d相连后，d极发生氧化反应 据此，判断四种金属的活动性顺序是ac d b思考题 2

8、4、原电池的应用：、原电池的应用：比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱第21页/共39页请根据反应 Fe+Cu2+=Fe 2+Cu，设计原电池思考题 3A负极：Fe-2e-=Fe 2+正极：Cu 2+2e-=CuFeCu/CCuSO4溶液【练习】将下列氧化还原 反应设计成原电池2Fe3+Fe=3Fe2+Zn+2Ag+=Zn2+2Ag第22页/共39页二、发展中的化学电源干电池干电池碱性电池碱性电池蓄电池蓄电池锂离子电池锂离子电池燃料电池燃料电池第23页/共39页1、干电池负极：锌筒2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O一次性电池正极：石墨棒最早使用的电池：锌锰电池Zn-

9、2e-=Zn2+碱性锌锰电池碱性锌锰电池用湿的用湿的KOH代替代替NHCl4作电解质作电解质第24页/共39页2.2.充电电池铅蓄电池 最早使用的充电电池：（又称二次电池）铅蓄电池构造示意图 第25页/共39页电极反应式（放电时）负极：Pb+SO42-2e-PbSO4正极：PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O 铅蓄电池PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电充电总反应：放电充电第26页/共39页镍镉电池 密封式、体积小、寿命长。但镉有毒。负极：Cd正极：NiO(OH)电解质：KOH镍氢电池镍氢电池第27页/共39页锂离子电池新一代可充电的绿色电池。是笔记本电脑

10、，移动电话，摄象机等低功耗电器的主流电源。第28页/共39页【练习】铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，电池放电时的反应为 PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，下列 对电池放电时的分析正确的是()APb为正极被氧化 B电子从PbO2 经外电路流向Pb C负极的电极反应式为：Pb+SO42-2e-PbSO4 D电解质溶液pH不断减小C第29页/共39页 【练习】镍-镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，放电时的电极反应式：负极：Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2,正极：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-下列

11、说法不正确的是：A.电池的总反应式是 Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 B.电池充电时，镉元素被还原 C.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 放电充电C第30页/共39页3、燃料电池、燃料电池特点：是一种高效,环境友好的发电装置原理：将 和 反应所放出的 直接转化为 燃料氧化剂化学能电能与其他电池的区别：反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂第31页/共39页氢氧燃料电池电极：惰性金属Pt负极：通入H2正极：通入O23、燃料电池、燃料电池总反应式：2H2+O2=2H2O第32页/共39页电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液.负极：2H2

12、4e-+4OH-=4H2O正极：O2+4e-+2H2O =4OH-电解质溶液为稀硫酸.负极：2H2 4e-=4H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O第33页/共39页1氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是()A.该电池工作时电能转化为化学能 B.该电池中电极a是正极 C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD.该电池的总反应：2H2O2=2H2O电极aH2O2电极bD第34页/共39页2以乙醇为原料制作的燃料电池，即乙醇燃料电池，相比于甲醇燃料电池在安全性方面具有很大优势。乙醇燃料电池的总反应式：C2H5OH3O2=2CO23H2O。下

13、列说法不正确的是()AC2H5OH在电池的负极上参加反应B1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子C在外电路中电子由负极沿导线流向正极D电池正极得电子的物质是O2B第35页/共39页利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2反应，设计原电池（1）选用_为负极，_为正极，电解质溶液为_。（2）写出电极反应式负极：_正极：_（3）画出装置图第36页/共39页 微型纽扣电池在现代生活中是广泛应用的一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式分别为 Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-电池总反应式为Ag2OZn=2AgZnO 根据上述反应式，下列叙述中正确的是()A.在使用过程中，电池负极区溶液pH增大 B.在使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C.在使用过程中，Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发 生氧化反应 D.外电路中每通过2 mol电子，正极的质量理论上减 少16 g D第37页/共39页感谢您的观看。第39页/共39页