高一化學(xué)人教版必修2第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能第一課時課件

《化學(xué)能與電能》（第一課時）

2023年6月5日一、一次能源和二次能源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)三、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（3）原電池正負(fù)電極的判斷方法負(fù)極：正極：

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)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

外電路：電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，電流由負(fù)極流向正極記憶：電子不下水，離子不上岸e－離子流向與電流流向：負(fù)極正極1、下列敘述不正確的是()A．氫氣為一次能源B．電能應(yīng)用廣泛、使用方便、污染小，是二次能源C．原電池反應(yīng)一定為氧化還原反應(yīng)D．在火力發(fā)電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程實際上是氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程，伴隨著能量的變化A2、B練1．判斷下列說法正誤(1)天然氣、石油、電都是二次能源()(2)原電池是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置()(3)構(gòu)成原電池的兩個電極必須是兩種不同的金屬()(4)中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，都可設(shè)計成原電池。()(5)將鋅片、銅片用導(dǎo)線連接，同時插入酒精中，有電流產(chǎn)生。()(6)在銅-鋅-稀硫酸原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達鋅。()(7)原電池的正極材料得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。()練1.×

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CE①根據(jù)電極材料判斷練習(xí)：判斷下列原電池的正負(fù)極.ZnCu稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸A稀硫酸A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-+-+-+-+四、正負(fù)電極判斷③根據(jù)電子或電流流動方向判斷（外電路）：電子從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極電流從正極流出沿導(dǎo)線流入負(fù)極ee④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(fù)極移動②根據(jù)電極反應(yīng)判斷失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極⑥根據(jù)現(xiàn)象判斷電極不斷溶解：負(fù)極有氣泡冒出、有固體析出：正極⑤根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2↑（負(fù)極）（在正極）3.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，則下列敘述正確的是()A．a(chǎn)為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為稀硫酸B．b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C．a(chǎn)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C1.

原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)負(fù)極反應(yīng)式的書寫:一般為活潑金屬失電子形成陽離子，注意陽離子是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)(2)正極反應(yīng)式的書寫:正極上為電解質(zhì)溶液中氧化性強的離子得電子(3)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池的總反應(yīng):若已知電池的總反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去一極的電極反應(yīng)式，即得到另一極的電極反應(yīng)式3.原電池正負(fù)極的判斷2.書寫電極反應(yīng)式的注意事項①兩電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等②電極反應(yīng)式中通常用“==”，而不用“→”③氣體生成標(biāo)注“↑”，電極上固體生成不必標(biāo)“↓”4.鹽橋的組成和作用：(1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。

(2)鹽橋的作用：

①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；

②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。(3)單池原電池和鹽橋原電池的對比優(yōu)點：僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長練一練負(fù)極（鋅片）：

Zn－2e-=Zn2+負(fù)極（鋅片）：

Zn－2e-=Zn2+正極（石墨）：

2H++2e-=H2↑正極（銅片）：

Cu2++2e-=Cu總反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2↑總反應(yīng):

Zn+Cu2+=Zn2++CuFe—Cu—CuSO4原電池電極反應(yīng)式負(fù)極：正極：總反應(yīng)式：Fe-2e－=Fe2+Cu2++2e－=CuCu2++Fe=Fe2+＋Cu原電池原理的應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)速度負(fù)極:活潑性較強正極:活潑性較弱如實驗室用Zn與稀硫酸反應(yīng)制H2時a.用粗Zn代替純Zn

b.向稀硫酸中滴加CuSO4溶液（3）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)而使鋼鐵遭到腐蝕

保護鐵制閘門，可用導(dǎo)線將其與鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵制閘門作正極，從而使鐵制閘門受到保護(2)比較金屬活潑性(1)首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)。氧化反應(yīng)：還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物；還原反應(yīng)：氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物；正極反應(yīng)式＋負(fù)極反應(yīng)式＝電池的總反應(yīng)式。(2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。①電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。②電極材料的選擇：在原電池中，一般選擇活潑性較強的金屬作為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的惰性材料作正極。設(shè)計原電池根據(jù)反應(yīng)

Cu＋2FeCl3=2FeCl2

＋CuCl2設(shè)計原電池正極反應(yīng)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋負(fù)極反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋《化學(xué)能與電能》（第二課時）

2023年6月5日發(fā)展中的化學(xué)電源常見的化學(xué)電池1.干電池(一次性電池)電極:Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊電極方程式：負(fù)極(Zn):Zn－2e-＝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（KOH），負(fù)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、充電電池2、充電電池：氧化還原反應(yīng)在充電時可以逆向進行。1、充電電池又稱二次電池，能夠重復(fù)使用至一定的周期。手機專用電池攝像機專用電池筆記本電腦專用電池化學(xué)能放電充電電能(1)、鉛蓄電池（二次電池）鉛蓄電池:

電極：Pb為負(fù)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(fù)極(Pb)：Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4

正極(PbO2):

PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O總電池反應(yīng):PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O

(2)鎳鎘充電電池：負(fù)極：正極：電解質(zhì)：應(yīng)用：CdNiO(OH)KOH具有殘留性記憶，可重復(fù)使用500次以上，體積?。坏k有致癌作用,如不回收，會產(chǎn)生嚴(yán)重污染;廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等.鎳鎘電池鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。總反應(yīng)式：NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2放電充電(3)、鋰電池（充電電池）鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。(3)鋰離子電池特點：用途：負(fù)極：正極：總反應(yīng)：（綠色電池）高能電池，質(zhì)量輕，貯存時間長等?，F(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機、手表、心臟起搏器等低功耗電器的主流。2Li-2e—=2Li+I2+2e—=2I—2Li+I2=2LiI

電池中含有大量的重金屬如鋅、鉛、鎘、汞、錳等。據(jù)專家測試，一節(jié)紐扣電池能污染60萬升水；一節(jié)一號電池爛在地里，能使一平方米的土地失去利用價值。若將廢舊電池混入生活垃圾一起填埋，滲出的重金屬物質(zhì)就會滲透土壤、污染地下水，進而進入魚類、農(nóng)作物等，破壞人類的生存環(huán)境，間接威脅到人類的健康，有的還能致癌。所以我們不要亂扔電池，要及時回收。

廢舊電池的回收利用1.下列電池中不屬于二次電池的是()A.堿性鋅錳電池 B.鉛蓄電池 C.鎳鎘電池 D.鋰離子電池2.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是()A.利用電池外殼的金屬材料 B.防止電池中汞.鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極BA練一練3.據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛應(yīng)用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染。其電池反應(yīng)為：2Zn+O2＝2ZnO，原料為鋅粒.電解質(zhì)和空氣，則下列敘述正確的是(

)

A.鋅為正極，空氣進入負(fù)極反應(yīng)

B.負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e-＝Zn2+

C.正極發(fā)生氧化反應(yīng)

D.電解液肯定不是強酸BD4.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）A、Li是正極，電極反應(yīng)為Li－e-=Li+B、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li－e-=Li+C、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li－2e-=Li2+B

它的電極材料一般為惰性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。小型高性能燃料電池

燃料電池：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：總反應(yīng)：2H2

+

O2

=2H2O通入的氣體在電極表面放電，電池只是作為一個反應(yīng)器。與其它電池區(qū)別：反應(yīng)物不是儲存在電池內(nèi)。用途：氫氧燃料電池目前已應(yīng)用于航天、軍事通訊、電視中繼站等領(lǐng)域

燃料電池H2O2負(fù)極H2：

H2-2e-=2H+

正極O2：O2+2H2O

+4e-=4OH-總反應(yīng)：

O2+2H2

=2H2OH+OH-H2O介質(zhì)電池反應(yīng)：

2H2+O2

=2H2O

酸性（H2SO4）負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性（KOH）（記這個）負(fù)極正極2H2-4e-+4OH-=4H2OO2

+4e-

+2H2O=4OH-2H2-4e-=4H+

O2

+4e-

+4H+

=4H2O2H2-4e-

+4OH-=4H2OO2+4e-+2H2O=4OH-*氫氧燃料電池的電極反應(yīng)一定要會判斷：酸性有H+(肯定沒OH-）；堿性有OH-(肯定沒

H+

）CH4燃料電池該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極在兩極上分別通甲烷和氧氣*電極反應(yīng)：負(fù)極：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O

正極：2O2+4H2O+8e-＝8OH-

總反應(yīng)：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O1.下列化學(xué)電池不易造成環(huán)境污染的是()A．氫氧燃料電池B．鋅錳電池

C．鎳鎘電池