化學(xué)能與電能

關(guān)于化學(xué)能與電能第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三有些人把能源分為一次能源和二次能源，請問太陽能和電能屬于那一類呢？一次能源：直接從自然界取得的能源，例如流水、風(fēng)力、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等。想一想二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源，例如電力、蒸汽等。第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成如圖2-7，火力發(fā)電居于首位。第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三思考：1.煤燃燒的本質(zhì)是什么？氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，即氧化還原反應(yīng)。2.請大家根據(jù)圖2-8分析火力發(fā)電具有那些缺點？3.能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┪覀兪褂媚?？產(chǎn)生二氧化硫和氮的氧化物，導(dǎo)致空氣污染，也會造成酸雨，破壞生態(tài)環(huán)境；會產(chǎn)生二氧化碳，會使地球的溫室效應(yīng)惡化。第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三1.在實驗(一)中,溶液中的H+在哪塊金屬上得到電子被還原生成氫氣?2.在實驗(二)中的銅片上是否有現(xiàn)象?銅的金屬活動性在氫后面，為何在銅的表面有氫氣放出呢？實驗(二)中電流表的指針有何變化？實驗一ZnCuZnCu實驗二A探究實驗稀硫酸第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三一、原電池1、原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三電腦模擬原電池原理的微觀過程電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型ZnCuZn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)2H++2e-=H2↑還原反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三原電池外電路電子：負(fù)極→正極電流：正極→負(fù)極必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)必發(fā)生得電子的還原反應(yīng)[交流與思考]根據(jù)原電池正負(fù)構(gòu)造特點，總結(jié)出原電池外電路中電子的流動方向、電流流動方向，內(nèi)電路離子流動方向。內(nèi)電路陰離子→負(fù)極陽離子→正極第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2、原電池工作原理較活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極）

。第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實驗第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中第二組實驗探究形成原電池的條件第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三第三組實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三二.構(gòu)成原電池的條件:前提：自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)1、有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。2、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。3、兩極相連形成閉合回路。負(fù)極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三ZnCuA-+稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸-+-+-+A練習(xí)：判斷下列原電池的正負(fù)極稀硫酸第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三你知道了嗎由于金和鐵（鋼的主要成分）是活動性不同的兩種金屬，唾液中含有電解質(zhì)，故構(gòu)成了原電池，產(chǎn)生了微小的電流，使得格林太太頭痛，因此必須換掉其中的假牙。第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三ZnZnCuABCDEF√[練習(xí)1]下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？√G√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三此電池的負(fù)極材料是________放電時被___________，正極材料是______，電池總反應(yīng)式:。放電時，電子由___________極流向____________極，電流由____________極流向__________極，電解質(zhì)溶液中的Zn2+和Cu2+移向____________，但其中只有____________在電極上被還原。[練習(xí)2]如右圖,Zn和Cu之間設(shè)有隔膜，隔膜有微孔，離子可自由通過。該裝置屬于原電池嗎?Zn氧化CuZn+Cu2+=Zn2++Cu負(fù)正正負(fù)正Cu2+第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[練習(xí)3]如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(D)A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態(tài)；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[討論4]是否金屬越活潑，一定作負(fù)極？越不活潑，一定作正極？不一定★將Al片和Cu片用導(dǎo)線連接,一組插入濃硝酸中,一組插入稀NaOH溶液中,分別形成原電池:(1)在這兩組原電池中,負(fù)極分別是

.(2)寫出插入濃硝酸中形成原電池的電極反應(yīng)式:Cu片、Al片負(fù)極：Cu-2e-=Cu2+正極：4H++2NO3－+2e-=2NO2↑+2H2O總：Cu+4H++2NO3－=2NO2↑+Cu2++2H2O金屬的活潑是相對于電解質(zhì)溶液的活潑先能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的做負(fù)極第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[練習(xí)5]下列關(guān)于原電池的敘述正確的是()A.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種活潑的金屬

B.原電池中做正極的金屬也可失電子

C、原電池中電子流出的一極是負(fù)極，該極被氧化

D、原電池放電時，電流的方向是從負(fù)極到正極C第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2、原電池原理的應(yīng)用：從理論上講，能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計為原電池。哪些反應(yīng)能設(shè)計成原電池?(1)設(shè)計原電池[動腦動手]有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、導(dǎo)線、水果（西紅柿、蘋果等）、電流計，請設(shè)計一個裝置使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并畫出設(shè)計草圖。第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[例1]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(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為()Ａ．Ｘ＞Ｙ＞ＺＢ．Ｘ＞Ｚ＞ＹＣ．Ｙ＞Ｘ＞ＺＤ．Ｙ＞Ｚ＞ＸC因為X置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負(fù)極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ(2)判斷金屬活動性的強(qiáng)弱一般說來:活潑金屬作負(fù)極,較不活潑的金屬作正極第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[練習(xí)6]把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[練習(xí)7]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(fù)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（3）、形成原電池能加快化學(xué)反應(yīng)速率第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e-,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽離子總反應(yīng)：負(fù)極正極Zn+2H+=Zn2++H2↑小結(jié)：①有電解質(zhì)溶液②有活潑性不同的兩個電極(或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)③有閉合回路或在溶液中接觸

形成條件第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三[練習(xí)]由碳棒、鐵片和200mL稀H2SO4組成的原電池中，當(dāng)在碳棒上共放出3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時，求消耗鐵多少克？有多少個電子通過了電線？解:負(fù)極反應(yīng):Fe–2e-=Fe2+

正極反應(yīng)：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：Fe+2H+