化学能转化为电能.pptx

电电 话话电电 脑脑 所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴称为二次能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等油、重油液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等。等。一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化 1 1、火力发电、火力发电（1 1）能量转换：）能量转换：燃烧燃烧热能热能电能电能（2 2）存在的问题：）存在的问题：经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；环经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；环境污染严重。境污染严重。（3 3）燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化还原反应）燃烧的本质是氧化还原反应，而氧化还原反应的本质是电子转移。的本质是电子转移。机械能机械能（蒸汽轮机）（蒸汽轮机）化学能化学能（燃料）（燃料）一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化 1 1、火力发电、火力发电蒸汽蒸汽发电机发电机分别把锌片和铜片插入到稀分别把锌片和铜片插入到稀H H2 2SOSO4 4中，观察现象。中，观察现象。原电池的工作原理原电池的工作原理I Ie e-结论：电路中有电流通过，化学能转变成了电能。结论：电路中有电流通过，化学能转变成了电能。发生氧化反应发生氧化反应电子流出，电流流入电子流出，电流流入发生还原反应发生还原反应电子流入，电流流出电子流入，电流流出（2 2）电极名称）电极名称现象：锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表的现象：锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表的 指针发生偏转。指针发生偏转。（1 1）定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。）定义：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。较活泼较活泼金属金属较不活较不活泼金属泼金属负极负极正极正极（3 3）电极反应式）电极反应式负极：负极：ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化反应氧化反应正极：正极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2 还原反应还原反应（4 4）总反应式（两个电极反应之和）总反应式（两个电极反应之和）Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2Zn+HZn+H2 2SOSO4 4(稀稀)=ZnSO)=ZnSO4 4+H+H2 2原电池反应的本质是原电池反应的本质是:氧化还原反应。氧化还原反应。（5 5）原电池原理：负极发生氧化反应，正极发生还）原电池原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极经外电路流向正极，从而产生原反应，电子从负极经外电路流向正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。（电流方向呢？）电流，使化学能转变成电能。（电流方向呢？）锌、铜与稀硫酸反应探究锌、铜与稀硫酸反应探究（6 6）原电池组成条件）原电池组成条件 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如的非金属，如“碳棒碳棒”）作电极。）作电极。其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金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，只起导电作属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。用）。电解质溶液做原电池的内电路，并参与反应）电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应）。形成闭合回路。形成闭合回路。能自发地发生氧化还原反应。能自发地发生氧化还原反应。下列装置中属于原电池的是：下列装置中属于原电池的是：ZnZnZnZnZnZnZnZnZnZnC C（石墨）（石墨）C CFeFePbPbFeFeCuCuCuCuFeFeC C稀稀H H2 2SOSO4 4稀稀H H2 2SOSO4 4HClHCl溶液溶液稀稀H H2 2SOSO4 4稀稀H H2 2SOSO4 4稀稀H H2 2SOSO4 4CHCH3 3COOHCOOH溶液溶液CuClCuCl2 2溶液溶液 CuClCuCl2 2溶液溶液酒精酒精电极反应式：电极反应式：负极负极(Zn)(Zn)：Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+正极正极(Pb)(Pb)：2H2H+2e+2e-=H=H2 2 总反应式：总反应式：Zn+2CHZn+2CH3 3COOH=(CHCOOH=(CH3 3COO)COO)2 2Zn+HZn+H2 2负极负极（FeFe）：）：Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+正极正极(C)(C)：2H2H+2e+2e-=H=H2 2 总反应式：总反应式：Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2负极负极(Fe)(Fe)：Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+正极正极(Cu)(Cu)：CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu 总反应：总反应：Fe+CuClFe+CuCl2 2=FeCl=FeCl2 2+Cu+Cu（7 7）原电池原理的应用）原电池原理的应用制作化学电源。制作化学电源。加快反应速率。加快反应速率。例如，实验室制例如，实验室制H H2 2时，由于锌太纯，反应一般时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量较慢，可加入少量CuSOCuSO4 4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱。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。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FeFe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。防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比FeFe更活更活泼的金属（如泼的金属（如ZnZn），组成原电池后，使），组成原电池后，使FeFe成为原成为原电池的正极而得到保护。电池的正极而得到保护。钢铁的析氢腐蚀：钢铁的析氢腐蚀：负极：负极：Fe Fe 2e 2e-=Fe=Fe2+2+正极：正极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2钢铁的吸氧腐蚀：钢铁的吸氧腐蚀：负极：负极：2Fe 2Fe 4e 4e-=2Fe=2Fe2+2+正极：正极：2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e-=4OH=4OH-把把a ab b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负极；为负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气极上产生大量气泡，泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量气泡产生，则四种金属的上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：活动性顺序由强到弱的为：()()A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b.d Dc a b.d Db d c a b d c a B B