必修2_第二節(jié)_化學(xué)能與電能

1、2-2 化學(xué)能與電能,二次能源：一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。,一次能源：直接從自然界取得的能源。,閱讀教材P39 資料卡片,蒸汽,電能,指出下列哪些是二次能源？,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,火力發(fā)電中能量是如何轉(zhuǎn)化的呢？,燃燒,發(fā)電機,化學(xué)能,熱能,機械能,電能,（2）若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？,（1）將Zn片,Cu片分別平行插入H2SO4溶液中，各有什么現(xiàn)象？為什么？,H+在銅表面得到的電子是否為銅本身失去的？為什么？電子從哪來？,演示討論,（3）導(dǎo)線間接一電流計有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？,1）電流計指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)？,2) 從能量變化的角度分析

2、這是一種什么裝置？,問題探究,1、原電池： （1）定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。,（2）反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng),一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,（3）原電池組成：兩極一液,負極： 正極： 電解質(zhì)溶液,電子流出，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電子流入，發(fā)生得電子的還原反應(yīng),（4）電子流動的方向如何？,負極流向正極,（5）電流流動的方向如何？,正極流向負極,（6）硫酸溶液中的陰、陽離子應(yīng)該怎樣運動？為什么？,陽離子向負極移動；陰離子向正極移動；原因：異種電荷相互吸引。 保證電解質(zhì)溶液中“電荷守恒”。,原電池工作原理圖示,外電路,內(nèi)電路,外電路：電子由負極正極， 電流由正極負極。 內(nèi)電路：陰離子移向負極， 陽離子移

3、向正極；,電子流向、電流流向：,負極,正極,小結(jié),銅鋅原電池原理動畫,Zn-2e-=Zn2+,氧化反應(yīng),2H+2e-=H2,還原反應(yīng),負極,正極,總反應(yīng)：,Zn + 2 H+ = Zn2+ + H2,電極反應(yīng),根據(jù)電極材料判斷,負極: 較活潑的金屬 正極: 較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體,-,+,-,+,-,+,-,+,根據(jù)電子或電流流動方向判斷（外電路）：,根據(jù)離子的定向移動方向（內(nèi)電路）,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,根據(jù)電極反應(yīng)判斷,失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負極 得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極,根據(jù)現(xiàn)象判斷,電極不斷溶解：負極,有氣泡冒出、有固體析出：正極,根據(jù)離子方程式判斷,（負極）,（在正極

4、）,3.原電池正、負極的判斷方法,1.如圖所示,兩電極一為碳棒,一為鐵片,若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),且a極上有大量氣泡生成,則以下敘述正確的是(),A.a為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為稀硫酸 B.b為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液 C.a為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為稀硫酸 D.b為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液 答案:C,C,H2SO4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,2、原電池的構(gòu)成條件,1）兩種活潑性不同的金屬(或?qū)щ姺墙饘? 作電極。,3）兩極相連形成閉合回路。,2）電極材料均插到電解質(zhì)溶液。 （負極在電解質(zhì)溶液中能夠輸出電子。）,兩極一液成回路,A,B,C

5、,D,E,練習(xí)1 下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？,F,C,Fe,酒精J,3、原電池工作原理,在負極，物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)； 電子通過導(dǎo)體經(jīng)外電路由負極傳導(dǎo)至正極； 在正極，物質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)； 電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。,銅鋅原電池原理動畫,原電池工作原理圖示,外電路,內(nèi)電路,實踐活動 自制電池水果電池。如下圖：,4.原電池原理的應(yīng)用,加快反應(yīng)速率： （形成原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快） 例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。 揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭

6、到腐蝕,例 X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為( ) ,C,因為X置換出Z,所以金屬性,負極的金屬較活潑,所以,判斷金屬活動性的強弱,一般說來: 活潑金屬作負極,較不活潑的金屬作正極,請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+設(shè)計成一個原電池。,1、電解液： 。 2、電極材料： 正極 ，負極 。 3、電極反應(yīng)式 ： 負極: . 正極: .,1、電解液： 硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液 2、電極材料： 負極：鐵， 正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬,

7、Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu,制作化學(xué)電源,練習(xí)把A,B兩種不同的未知活潑性的金屬用導(dǎo)線連接后同時插入稀硫酸中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)A金屬上有氣體產(chǎn)生,則下列說法正確的是( ) A. A為正極,A較活潑B. B為負極,B較活潑C. A上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D. A的質(zhì)量減小,B,小結(jié),化 學(xué) 能 與 電 能,間接：,直接：,裝置,原電池,1.,構(gòu)成原電池的條件是什么？,3.,原電池的工作原理是什么？,什么是原電池？,4.,2.,將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,原電池的正負極和電子流向如何判斷？,化學(xué)能與電能,第二課時,復(fù)習(xí)回憶,1、簡述原電池的工作原理；,氧化還原反應(yīng)中，還原劑和氧

8、化劑之間通過外電路間接地進行電子轉(zhuǎn)移： 在負極,物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)； 電子通過導(dǎo)體經(jīng)外電路由負極傳導(dǎo)至正極； 在正極,物質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)； 電解質(zhì)溶液中,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。,2、簡述構(gòu)成原電池必要條件；,（1）兩個電極,（2）電解質(zhì)溶液,（3）形成閉合回路,兩極一液成回路,1）化學(xué)電池有三大類型： 、 、 .,一次性電池 二次電池 燃料電池,2）特點： 一次電池：不可充電， 如干電池（又稱為鋅錳電池，是最早使用的化學(xué)電池） 二次電池：可循環(huán)利用， 放電過程是將 能轉(zhuǎn)化為 能； 充電過程是將 能轉(zhuǎn)化為 能。 燃料電池：可不斷充入氧化劑、還原劑連續(xù)使用， 最理想的燃料

9、是 。,（1）產(chǎn)物為水，無污染 （2）與其它能源比，反應(yīng)相同質(zhì)量，放出能量多 （3）來源廣,化學(xué) 電,電 化學(xué),H2,二、發(fā)展中的化學(xué)電源,二、常見的化學(xué)電池,1.干電池(一次性電池),電極:Zn為負極,碳棒為正極,電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊,另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。,電極方程式：,負極(Zn):Zn2e-Zn2,正極(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O,(1)鋅錳干電池,(2)堿性鋅錳干電池,隨著用電器朝著小型化、多 功能化發(fā)展的要求，對電池的發(fā) 展也提出了小型化、多功能化發(fā) 展的要求。 體積小、性能

10、好的堿性鋅錳電池應(yīng)運而生。這類電池的重要特征是電解質(zhì)溶液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。,2、鉛蓄電池（二次電池）,鉛蓄電池: 電極：Pb為負極, PbO2為正極. 電解液: 30%的H2SO4溶液 電極反應(yīng)式: 放電時：為原電池 負極(Pb) ：PbSO42-2e-PbSO4 正極(PbO2) PbO24HSO422e-PbSO42H2O 總電池反應(yīng):PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O 充電時：為電解池 陰極(Pb)： PbSO4 2e- PbSO42- 陽極(PbO2) PbSO42H2O2e-PbO24HSO4

11、2 總電解反應(yīng): 2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4,通電,3、鋰電池,鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。,4、新型燃料電池,燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。,氫氧燃料電池工作原理,氫氧燃料電池 電極:Pt制作的惰性電極 反應(yīng)原理: a.電解質(zhì)溶液:KOH溶液 負極: 正極: 總反應(yīng)： b.電解質(zhì)溶液: HCl (鹽酸) 負極 : 正極: 總反應(yīng)：,2H2+4OH4e-4H2O,O22H2O 4e-4OH ,2H2O22H2O,2H2-4e-=4H+,O2+