第二節(jié)化學能與電能

1、第二節(jié)第二節(jié) 化學能與電能化學能與電能太原師范學院化學系太原師范學院化學系062班班 閆麗閆麗 （一）、火力發(fā)電（一）、火力發(fā)電燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機發(fā)電機化學能化學能 熱能熱能 機械能機械能 電能電能一、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化一、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化a.我國煤炭資源豐富我國煤炭資源豐富,廉價方便廉價方便.b.電能清潔安全電能清潔安全,又快捷方便又快捷方便.a.排出大量的溫室效應氣體排出大量的溫室效應氣體.b.有廢氣可能導致酸雨有廢氣可能導致酸雨c.廢料廢水廢料廢水d.儲量有限儲量有限e.能量轉(zhuǎn)換效率低能量轉(zhuǎn)換效率低火力發(fā)電優(yōu)點火力發(fā)電優(yōu)點火力發(fā)電缺點火力發(fā)電缺點思考：假設(shè)你是電力工程師，面

2、對這思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些巨大的浪費，你會如何應對呢？些巨大的浪費，你會如何應對呢？a、改進火力發(fā)電、改進火力發(fā)電 就是嘗試將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，就是嘗試將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費能源，損，高效、清潔利用燃料，不浪費能源，更方便。更方便。b、研究新的發(fā)電方式、研究新的發(fā)電方式化學能電能化學能電能 ？1、燃燒的本質(zhì)？、燃燒的本質(zhì)？2、氧化還原反應的本質(zhì)是什么？氧化還原反應的本質(zhì)是什么？3、電子是如何轉(zhuǎn)移的？、電子是如何轉(zhuǎn)移的？燃燒是使化學能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵燃燒是使化學能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵氧

3、化還原反應氧化還原反應電子的轉(zhuǎn)移電子的轉(zhuǎn)移還原劑把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑還原劑把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑cuznh2so4在在鋅片表面鋅片表面有氣泡有氣泡銅片表面沒有氣泡銅片表面沒有氣泡實驗探究實驗探究請你先請你先預測預測下列實驗的現(xiàn)象，再動手下列實驗的現(xiàn)象，再動手實驗，實驗，觀察觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象。cuznh2so4銅片表面銅片表面電流計指針偏轉(zhuǎn)電流計指針偏轉(zhuǎn)a思考：思考： 判斷這個電池的正極、負極，指出電流判斷這個電池的正極、負極，指出電流的方向、的方向、電子的流動方向電子的流動方向。 從微觀角度分析：在從微觀角度分析：在什么位置什么位置發(fā)生了發(fā)生了什什么化學變化么化學變化？你能用化學語言表示嗎。？你能用化

4、學語言表示嗎。 小組討論小組討論為什么銅片上也有氣泡？為什么銅片上也有氣泡？ 為什么電流計的指針會偏轉(zhuǎn)？為什么電流計的指針會偏轉(zhuǎn)？cuznh2so4e-負極負極znznznzn2+2+-2e-2e- -2h2h+ +h h2 2+2e+2e- -鋅片鋅片銅片銅片氧化反應氧化反應還原反應還原反應正極正極zn2h+zn2+h2+ =+得電子得電子電子流入電子流入失電子失電子電子流出電子流出電極電極材料材料現(xiàn)象現(xiàn)象電子電子得失得失電極反應電極反應原電池的電極原電池的電極zn片片cu片片總的離子反應方程式總的離子反應方程式失失得得zn2e- zn2+2h+ 2e- h2負極負極正極正極zn+ 2h+

5、zn2+ + h2有氣有氣體產(chǎn)體產(chǎn)生生zn片片溶解溶解 1、原電池定義、原電池定義:把把化學能化學能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔?的裝置的裝置.（二）、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的（二）、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的 原理與裝置原理與裝置“負極出電子，負極出電子，電子回正極電子回正極”原電池原電池必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的的氧化反應氧化反應必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的的還原反應還原反應 較較活潑金屬活潑金屬發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應向外線路提供電子向外線路提供電子原原電池的負極；電池的負極； 較不活潑金屬（或石墨）較不活潑金屬（或石墨）發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應接受外線接受外線路提供的電子路提供的電子原電池的正極。原電

6、池的正極。 判斷原電池正、負極的方法判斷原電池正、負極的方法由組成原電池的兩極材料判斷：由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負極一般是活潑的金屬為負極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負極；電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。電子流動方向是由負極流向正極。根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應，原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應，正極總是得電子發(fā)生還原反應。正極總是得電子發(fā)生還原反應。結(jié)論

7、： 電極材料均浸入電極材料均浸入電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液中中結(jié)論： 兩極相連形成閉合電路兩極相連形成閉合電路結(jié)論： 一個自發(fā)進行的氧化還原反應一個自發(fā)進行的氧化還原反應 uch2so4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）思考與交流思考與交流通過以上實驗和探究，試說明化學電池通過以上實驗和探究，試說明化學電池由幾部分組成，它的組成條件是什么？由幾部分組成，它的組成條件是什么？ 2、 總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件：總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件： 有兩種活動性不同的金屬（或非金屬導體）有兩種活動性不同的金屬（或非金屬導體）作電極。作電極。 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。電極

8、材料均插入電解質(zhì)溶液中。 兩極相連形成閉合電路。兩極相連形成閉合電路。有一個自發(fā)的氧化還原反應有一個自發(fā)的氧化還原反應 原電池設(shè)計思路：原電池設(shè)計思路： 放能量的氧化還原反應（放熱反應）放能量的氧化還原反應（放熱反應） 通常須兩活性不同的電極通常須兩活性不同的電極 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反 應；氧應；氧 化劑在正極得電子化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應1,znzn與稀硫酸進行實驗與稀硫酸進行實驗.3,zn石墨石墨與稀硫酸進行實驗與稀硫酸進行實驗.4,fezn與稀硫酸進行實驗與稀硫酸進行實驗.5,cuzn與乙醇進行實驗與乙醇進行實驗.6,cuzn與一個西紅柿與一個西紅柿(或一個蘋果或一個蘋果)進行實驗進行實驗.7,cuzn與兩個西紅柿進行實驗與兩個西紅柿進行實驗.8,cuzn與橙汁進行實驗