2.2.1和2.2.2電能（人教版必修2）

1、新課標(biāo)人教版化學(xué)必修 第二章第二節(jié) 化學(xué)能與電能(第課時(shí)）2.2.1和2.2.2電能（人教版必修2）填表：Zn片Cu片Zn 2e-=Zn2+2H+ + 2e-=H2氧 化反 應(yīng)還 原反 應(yīng)電 極負(fù) 極正 極電 極材 料電極反應(yīng)反 應(yīng)類(lèi) 型電 子 流動(dòng) 方 向還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向小結(jié)3、燃料電池：正極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-4e-負(fù)極：2H2 4e- = 4H+ 氫氧燃料電池總反應(yīng)：2H2 + O2 = 2H2OH2O2活動(dòng)設(shè)計(jì)并展示：選用日

2、常生活中你能找到的材料，根據(jù)所學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)并制作原電池，并探究你依據(jù)什么現(xiàn)象說(shuō)明你的設(shè)計(jì)是成功的?；顒?dòng)設(shè)計(jì)并展示：選用日常生活中你能找到的材料，根據(jù)所學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)并制作原電池，并探究你依據(jù)什么現(xiàn)象說(shuō)明你的設(shè)計(jì)是成功的。干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：2NH4+ + 2e- = 2NH3+H2Zn + 2NH4+ = Zn2+2NH3+H2電池總反應(yīng)式：特點(diǎn)：a：一次性電池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提升 性能，延長(zhǎng)壽命1、干電池（鋅錳電池）負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：2NH4+ +2MnO2 + 2e- = 2NH3 + Mn2O3 + H2

3、O 總反應(yīng)：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2+2NH3 +Mn2O3 + H2O我 們 要 回 家 過(guò) 年 我國(guó)南方和西部廣大地區(qū)總共有十三個(gè)省份，遭受了歷史上空前的暴風(fēng)雪襲擊，有三千萬(wàn)人受災(zāi)，房屋倒塌無(wú)數(shù)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸受到了嚴(yán)重影響。 南方廣大地區(qū)冰雪成災(zāi)，道路封凍，電力中斷，很多地方交通癱瘓，群眾受困饑寒交迫 南方大雪南方大雪南方大雪南方大雪電 煤 告 急全國(guó)人民動(dòng)起來(lái)緊急調(diào)運(yùn)來(lái)的煤進(jìn)入火力發(fā)電廠人民子弟兵為人民服務(wù)我們的好總理我們的好總理 因?yàn)樘鞖膺@次給大家造成不便，耽誤了大家時(shí)間，大家辛苦了！現(xiàn)在各級(jí)部門(mén)正在想辦法，只要電通了，交通就會(huì)好轉(zhuǎn)，一切就好辦！” 我們愛(ài)寶寶我

4、們的好總理2001年我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成1990-2005年全國(guó)火力發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電總量比重變化估計(jì)在2050年火電仍居首位討 論：分析40圖28，談?wù)劵鹆Πl(fā)電的工作原理，并指出其利與弊； 化學(xué)能 熱能 機(jī)械能 電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)一、火力發(fā)電的原理分析。思 考 火力發(fā)電要經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)換才能將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，能否發(fā)明一種裝置將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？能電池火力發(fā)電的化學(xué)深層本質(zhì)分析燃燒氧化還原反應(yīng)氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移火力發(fā)電將化學(xué)能經(jīng)一系列能量轉(zhuǎn)化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過(guò)程關(guān)鍵本質(zhì)本質(zhì)引起思考：1.電子的定向移動(dòng)形成電流，我們能否在氧化劑與還原劑之間架設(shè)橋梁，將電子

5、移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的電流利用起來(lái)？2.若要實(shí)現(xiàn)上述想法，你能否用銅片、鋅片、稀硫酸、電流表等設(shè)計(jì)一個(gè)看能否產(chǎn)生電流的裝置，畫(huà)出其裝置圖，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)裝置A Cu Zn稀硫酸 一.探究實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 把一塊鋅片和銅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察實(shí)驗(yàn),記錄現(xiàn)象(注意稀硫酸的量不要太多) 實(shí)驗(yàn)二 把一塊鋅片和銅片同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察實(shí)驗(yàn),記錄現(xiàn)象(注意兩塊金屬片不要相接觸)實(shí)驗(yàn)三 用導(dǎo)線(xiàn)把實(shí)驗(yàn)二中的鋅片和銅片連接起來(lái),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄(注意兩塊金屬片不要相接觸)實(shí)驗(yàn)四 如圖所示在導(dǎo)線(xiàn)中間連接一個(gè)靈敏電流計(jì),觀察電流計(jì)的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn),如果是偏向哪邊?請(qǐng)記錄現(xiàn)象鋅片表面有氣泡銅片表

6、面無(wú)氣泡同上銅片表面有氣泡鋅片上也有少量氣泡電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)Zn+2H+=Zn2+H2Cu不與稀H2SO4反應(yīng)同上有電流形成?思考與交流：既然銅片上產(chǎn)生了氣體(H2)，哪么H+得到的電子是銅失去的還是鋅失去的？如何檢驗(yàn)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出你的實(shí)驗(yàn)方案。方案1：稱(chēng)量實(shí)驗(yàn)前后銅片或鋅片的質(zhì)量。方案2：觀察溶液的顏色，看有無(wú)Cu2+生成二.原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。討論：根據(jù)物理學(xué)的知識(shí)，如何確定Cu、Zn、稀硫酸組成原電池的正、負(fù)極？填表：Zn片Cu片Zn 2e-=Zn2+2H+ + 2e-=H2氧 化反 應(yīng)還 原反 應(yīng)電 極負(fù) 極正 極電 極材 料電極反應(yīng)反 應(yīng)類(lèi) 型電 子 流動(dòng) 方 向Zn片Cu片

7、負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向小結(jié)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實(shí)驗(yàn)形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件第三組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路三、原電池的形成條件(4.自發(fā)的氧化還原反應(yīng))小結(jié)化學(xué)能與電能間接：直接：化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)動(dòng)機(jī)電能裝置原電池概念構(gòu)成條件工作原理活動(dòng)設(shè)計(jì)

8、并展示：選用日常生活中你能找到的材料，根據(jù)所學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)并制作原電池，并探究你依據(jù)什么現(xiàn)象說(shuō)明你的設(shè)計(jì)是成功的。1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是( )習(xí)題一：CAZnCuH2SO4CuZnA酒精A BZnH2SO4ACuH2SO4C DACuCuH2SO4你知道了嗎？哈哈！化學(xué)也能解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題？6,判斷原電池正、負(fù)極的方法由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷：原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

9、例2, 把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線(xiàn)兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B例3, 請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)： 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Fe-Cu FeCl3Fe-C Fe(NO3)3Fe-Ag Fe2(SO4)3根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案? （ 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ ）FeCuCAgFeCl

10、3Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3鋅片插入稀硫酸中，被腐蝕。（化學(xué)腐蝕）鋅片在鋅,銅（稀硫酸）原電池中作為負(fù)極，也被腐蝕。（電化學(xué)腐蝕）哪個(gè)更快？原電池的負(fù)極被腐蝕得更快。分析鋅,鐵（稀硫酸）原電池中的電極反應(yīng)。你感受到作為正極，鐵被保護(hù)了嗎？原電池的金屬正極被保護(hù)。2.2.1和2.2.2電能（人教版必修2）一.化學(xué)能通過(guò)加熱轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能化石燃料2.2.1和2.2.2電能（人教版必修2）新課標(biāo)人教版化學(xué)必修 第二章第二節(jié) 化學(xué)能與電能(第2課時(shí)）發(fā)展中的化學(xué)電源關(guān)于電池你了解多少？你知道電池是如何分類(lèi)的嗎？形狀各異的電池遵循的工作原理是否相同？1、干電池（鋅

11、錳電池）負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：2NH4+ +2MnO2 + 2e- = 2NH3 + Mn2O3 + H2O 總反應(yīng)：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2+2NH3 +Mn2O3 + H2O干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：2NH4+ + 2e- = 2NH3+H2Zn + 2NH4+ = Zn2+2NH3+H2電池總反應(yīng)式：特點(diǎn)：a：一次性電池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提升 性能，延長(zhǎng)壽命總反應(yīng)： Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 負(fù)極：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4正極：PbO2

12、 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O2、充電電池已知：PbSO4難溶于水鉛蓄電池構(gòu)造示意圖充電電池(又稱(chēng)二次電池)Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O(-) (+)負(fù)極： Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- = 2PbSO4 + 2H2O正極：PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O鉛蓄電池特點(diǎn)：電池總反應(yīng)式：二次電池,可再次充電使用汽車(chē)用的蓄電池3、燃料電池：正極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 + O2 = 2H

13、2O4e-負(fù)極：2H2 4e- = 4H+ 氫氧燃料電池總反應(yīng)：2H2 + O2 = 2H2OH2O2氫氧燃料電池(3)燃料電池堿性條件下 電解質(zhì)溶液的酸堿性對(duì)電極反應(yīng)的影響負(fù)極：2H2 4e- = 4H+正極：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O酸性條件下負(fù)極：2H2 + 4OH- 4e- = 4H2O正極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 有效地防止電解質(zhì)溶液對(duì)外殼的腐蝕總反應(yīng)：2H2 + O2 = 2H2O總反應(yīng)：2H2 + O2 = 2H2O 改變?nèi)剂螲2正極：2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-負(fù)極：CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2OCH4 +2O2 = CO2 + 2H2OCH4 +2O2 + 2OH- = CO32- + 2H2OCH4O2總