高一化学必修2化学能与电能.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大家好,*,第二节 化学能与电能,1,大家好,（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,2,大家好,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,3,大家好,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,4,大家好,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,5,大家好,实验,1,将铜片放入稀硫酸,将锌片放入稀硫酸,Cu,Zn,H,2,SO,4,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,Cu,Zn,H,2,SO,4,铜片表面,也出现气泡,电流计指针偏转,A,6,大家好,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？,7,大家好,Cu,Zn,H,2,SO,4,e,-,负极,Zn,Zn,2+,-2e,-,2H,+,H,2,+2e,-,锌片,铜片,氧化反应,还原反应,正极,总反应式：,Zn,2H,+,Zn,2+,H,2,+,=,+,得电子,电子流入,失电子,电子流出,8,大家好,失,得,Zn,2e,-,Zn,2+,2H,+,+2e,-,H,2,负极,正极,Zn+2H,+,Zn,2+,+H,2,有气体产生,Zn片溶解,9,大家好,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,”,10,大家好,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。,11,大家好,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。,12,大家好,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,13,大家好,实验探究,:,形成原电池的条件,结论：,两极相连形成闭合电路,14,大家好,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,15,大家好,C,H,2,SO,4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,16,大家好,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：,有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。,电极材料均插入电解质溶液中。,两极相连形成闭合电路。,有一个自发的氧化还原反应,17,大家好,原电池设计思路：,放能量的氧化还原反应（放热反应）,通常须两活性不同的电极,电解质溶液,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,18,大家好,1,ZnZn,与稀硫酸进行实验,.,3,Zn,石墨,与稀硫酸进行实验,.,4,FeZn,与稀硫酸进行实验,.,5,CuZn,与乙醇进行实验,.,6,CuZn,与一个西红柿,(,或一个苹果,),进行实验,.,7,CuZn,与两个西红柿进行实验,.,8,CuZn,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,1,19,大家好,病 例 分 析,20,大家好,病 例 分 析,21,大家好,病 例 分 析,22,大家好,你能为她开一个药方吗？,23,大家好,实践活动,自制电池,水果电池。如下图：,24,大家好,第二,节 化学能与电能,(2),原电,池,25,大家好,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,26,大家好,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？,27,大家好,（,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：,Zn2e,-,=Zn,2+,B,、电池反应为：,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+C,U,C,、在外电路中，,电子从负极流向正极,D,、盐桥中的,K,+,移向,ZnSO,4,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,28,大家好,1.,下列装置中能组成原电池的是,(),C,A,Zn,Cu,H,2,SO,4,Cu,Zn,A,酒精,A B,Zn,H,2,SO,4,A,Cu,H,2,SO,4,C D,A,Cu,Cu,H,2,SO,4,（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知,29,大家好,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,CuSO,4,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,Zn+2AgNO,3,=Zn(NO,3,),2,+2Ag,2Fe,3+,+Fe=3Fe,2+,(,D,),(ZnAgNO,3,C),(FeFe,2,(SO,4,),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；,30,大家好,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,H,2,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,）,31,大家好,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 d B,a c d b,C,c a b.d D,b d c a,B,32,大家好,比较反应速率,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,18 mol/L,硫酸；,C.,粗锌和,1mol/L,硫酸的反应中加入几滴,CuSO,4,溶液。,D.,（,D,）,33,大家好,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,-,=Zn,2+,锌,-,锰干电池,正极,（,石墨,）,：,2NH,4,+,+2MnO,2,+2e,=2NH,3,+Mn,2,O,3,+H,2,O,Zn+2NH,4,+,+2MnO,2,=Zn,2+,+2NH,3,+Mn,2,O,3,+H,2,O,发展中的电池,34,大家好,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,NH,4,Cl,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,35,大家好,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,PbO,2,：,总反应,：,放电：化学能转化电能,充电：电能转化化学能,Pb+SO,4,2-,-2e,-,=PbSO,4,PbO,2,+4H,+,+SO,4,2-,+2e,-,=PbSO,4,+2H,2,O,发展中的电池,36,大家好,燃料电池,H,2,O,2,负极,H,2,：,H,2,-2e,-,=2H,+,正极,O,2,：,O,2,+2,H,2,O,+4e,-,=4OH,-,总反应：,O,2,+2H,2,=2H,2,O,H,+,OH,-,H,2,O,燃料电池是一种新型的化学电池,(,例如：,H,2,和,O,2,的燃料电池，,CH,4,和,O,2,的燃料电池,),两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体在电极,表面放电，,与其它电池区别：反应物不是储存在电池内,发展中的电池,37,大家好,锂电池（有机溶剂电解液）,负极：,2Li-2e,=2Li,+,正极：,I,2,+2e,=2I,总反应：,2Li+I,2,=2LiI,跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。,发展中的电池,38,大家好,钮扣电池,：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由,Ag,2,O,和少量,石墨,组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，,电解质溶液为浓,KOH,溶液,，已知电池内,Zn,的氧化产物为,ZnO,，,银,-,锌电池,负极：,Zn+2OH,-,-2e,-,=ZnO+H,2,O,正极：,Ag,2,O+H,2,O,+2e,-,=2Ag+2OH,-,总反应：,Ag,2,O+Zn=ZnO+2Ag,发展中的电池,39,大家好,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,课堂小结,40,大家好,谢谢,41,大家好,