高一化學必修化學能與電能

高一化學必修化學能與電能（一）、火力發(fā)電燃燒蒸汽發(fā)電機化學能熱能

機械能

電能一、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天a.我國煤炭資源豐富,廉價方便.b.電能清潔安全,又快捷方便.a.排出大量的溫室效應氣體.b.有廢氣可能導致酸雨c.廢料廢水d.儲量有限e.能量轉(zhuǎn)換效率低火力發(fā)電優(yōu)點火力發(fā)電缺點第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天思考：假設你是電力工程師，面對這些巨大的浪費，你會如何應對呢？a、改進火力發(fā)電

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)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費能源，更方便。b、研究新的發(fā)電方式第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天化學能電能？1、燃燒的本質(zhì)？2、氧化還原反應的本質(zhì)是什么？3、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)鍵氧化還原反應電子的轉(zhuǎn)移還原劑把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天實驗1將銅片放入稀硫酸將鋅片放入稀硫酸CuZnH2SO4在鋅片表面有氣泡銅片表面沒有氣泡實驗探究請你先預測下列實驗的現(xiàn)象，再動手實驗，觀察現(xiàn)象。實驗2用導線將鋅片、銅片連接起來在導線中間接入一個電流表CuZnH2SO4銅片表面也出現(xiàn)氣泡電流計指針偏轉(zhuǎn)A第6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天思考：判斷這個電池的正極、負極，指出電流的方向、電子的流動方向。從微觀角度分析：在什么位置發(fā)生了什么化學變化？你能用化學語言表示嗎。小組討論為什么銅片上也有氣泡？

為什么電流計的指針會偏轉(zhuǎn)？第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天CuZnH2SO4e-負極ZnZn2+-2e-2H+H2↑+2e-鋅片銅片氧化反應還原反應正極總反應式：Zn2H+Zn2+H2↑+=+得電子電子流入失電子電子流出第8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天電極材料現(xiàn)象電子得失電極反應原電池的電極Zn片Cu片總的離子反應方程式失得Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑負極正極Zn+2H+

＝Zn2++H2↑有氣體產(chǎn)生Zn片溶解第9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1、原電池定義:把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.（二）、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置“負極出電子，電子回正極”第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天原電池必發(fā)生失電子的氧化反應必發(fā)生得電子的還原反應

較活潑金屬→發(fā)生氧化反應→向外線路提供電子→原電池的負極；較不活潑金屬（或石墨）→發(fā)生還原反應→接受外線路提供的電子→原電池的正極。

第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天判斷原電池正、負極的方法＊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：電流是由正極流向負極；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：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。第12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天實驗探究:形成原電池的條件結(jié)論：電極材料均浸入電解質(zhì)溶液中第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天實驗探究:形成原電池的條件結(jié)論：兩極相連形成閉合電路第14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天實驗探究:形成原電池的條件結(jié)論：一個自發(fā)進行的氧化還原反應

u第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）第16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天思考與交流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？

2、總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件：①有兩種活動性不同的金屬（或非金屬導體）作電極。②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。③兩極相連形成閉合電路。④有一個自發(fā)的氧化還原反應第17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

原電池設計思路：①放能量的氧化還原反應（放熱反應）

②

通常須兩活性不同的電極

③

電解質(zhì)溶液

④

還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反應；氧化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應．第18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1,Zn—Zn與稀硫酸進行實驗.3,Zn—石墨與稀硫酸進行實驗.4,Fe—Zn與稀硫酸進行實驗.5,Cu—Zn與乙醇進行實驗.6,Cu—Zn與一個西紅柿(或一個蘋果)進行實驗.7,Cu—Zn與兩個西紅柿進行實驗.8,Cu—Zn與橙汁進行實驗.以上組合哪些可以組成原電池3,4,6,8例1第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天病例分析第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天病例分析第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天病例分析第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

你能為她開一個藥方嗎？第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天實踐活動自制電池——水果電池。如下圖：第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)化學能與電能(2)原電池第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天由以上的病例，你能的得到怎樣的啟示呢？掌握化學知識很重要如何判斷原電池，以及原電池的正負極原電池原理的應用發(fā)展中的化學電源病例分析第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)現(xiàn)象判斷（溶解-負極；增重或有氣泡-正極）根據(jù)電極材料（活潑金屬-負極；不活潑或非金屬-正極）根據(jù)電子流向或電流方向（外電路）（電子流出，電流流入-負極；電子流入，電流流出-負極-正極）根據(jù)電極發(fā)生的反應（氧化反應-負極；還原反應-正極）根據(jù)溶液中陰陽離子的移動方向（內(nèi)電路）（陰離子移向-負極；陽離子移向-正極）如何判斷原電池，以及原電池的正負極？第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（2010廣東理綜卷）23.銅鋅原電池（如圖9）工作時，下列敘述正確的是A

、正極反應為：Zn—2e-=Zn2+

B、電池反應為：Zn+Cu2+=Zn2++CU

C、在外電路中，電子從負極流向正極D、鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液

解析：Zn是負極，故A錯；電池總反應和沒有形成原電池的氧化還原反應相同，故B正確；根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電子由負極流向正極，故C正確；在溶液中，陽離子往正極移動，故D錯誤。答案：BC第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1.下列裝置中能組成原電池的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4（三）嘗試新知，反饋鞏固，運用新知第29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2.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3.試將下列兩個氧化還原反應分別設計成兩個原電池⑴Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag⑵2Fe3++Fe=3Fe2+(D)(Zn∣AgNO3∣C)(Fe∣Fe2(SO4)3∣C)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30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天5.原電池的應用(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。(2)比較金屬活動性強弱。例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應中，甲比乙失去的電子多；D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；（C）第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；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到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB第32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天比較反應速率⑶例2：下列制氫氣的反應速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）第33頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1、干電池一次電池：放電之后不能充電的電池（內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的）鋅筒石墨棒負極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+

鋅-錳干電池正極（石墨）：2NH4++2MnO2+2e—=2NH3↑+Mn2O3+H2OZn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O發(fā)展中的電池第34頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

鋅-錳干電池在使用過程中，鋅會逐漸溶解，鋅外殼變薄，最后內(nèi)部的糊狀電解質(zhì)泄露出來，是電器腐蝕。

為了防止泄露，在外殼套上金屬筒或塑料筒，制成防漏電池。

為了延長電池的壽命和提高性能，將內(nèi)部的NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進行改進，制成堿性鋅錳電池。發(fā)展中的電池第35頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2、充電電池二次電池：氧化還原反應在充電時可以逆向進行。鉛蓄電池負極Pb：正極PbO2：總反應：放電：化學能轉(zhuǎn)化電能充電：電能轉(zhuǎn)化化學能Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O發(fā)展中的電池第36頁,共37頁，2024年2月25日，