化學(xué)能與電能1ppt課件

1、1想一想220012001年我國發(fā)電總量構(gòu)成如年我國發(fā)電總量構(gòu)成如圖圖2-72-7，火力發(fā)電居于首位。，火力發(fā)電居于首位。341.1.在實驗在實驗( (一一) )中中, ,溶液中的溶液中的H H+ +在哪塊金屬上得到電子被在哪塊金屬上得到電子被還原生成氫氣還原生成氫氣? ?2.2.在實驗在實驗( (二二) )中的銅片上是否有現(xiàn)象中的銅片上是否有現(xiàn)象? ?銅的金屬活動性銅的金屬活動性在氫后面，為何在銅的表面有氫氣放出呢？實驗在氫后面，為何在銅的表面有氫氣放出呢？實驗( (二二) )中電流表的指針有何變化？中電流表的指針有何變化？ZnCuZnCu5一、原電池一、原電池 1 1、原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變

2、成電能的裝置。、原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。6電腦模擬原電池原理的微觀過程電腦模擬原電池原理的微觀過程電極電極電極材料電極材料電極反應(yīng)電極反應(yīng)反應(yīng)類型反應(yīng)類型 Zn Zn Cu CuZn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2還原反應(yīng)還原反應(yīng)負極負極正極正極總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2HZn + 2H+ + = Zn = Zn2+2+ + H + H2 27原電池原電池外電路外電路 電子：負極電子：負極正極正極電流：正極電流：正極負極負極必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的的還原反應(yīng)還原反應(yīng)

3、 交流與思考交流與思考 根據(jù)原電池正負構(gòu)造特點，總結(jié)出原電根據(jù)原電池正負構(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。離子流動方向。內(nèi)電路內(nèi)電路 陰離子陰離子負極負極陽離子陽離子正極正極82 2、原電池工作原理、原電池工作原理 較活潑的金屬較活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金屬（潑金屬（負極負極）通過外電路流向）通過外電路流向較不活潑的金屬（正較不活潑的金屬（正極）極） 。9探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）

4、（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實驗第一組實驗10（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：電極需插進電解質(zhì)溶液中形成條件二：電極需插進電解質(zhì)溶液中第二組實驗第二組實驗探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件11第三組實驗第三組實驗探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（不可以）12二二. .構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件: :前提：自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)前提：自發(fā)進行的氧化還原反

5、應(yīng)1 1、有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)、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。體如碳棒）做電極。2 2、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 3 3、兩極相連形成閉合回路。、兩極相連形成閉合回路。負極負極: : 較活潑的金屬較活潑的金屬正極正極: : 較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體13ZnCu-+稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸-+-+-+A稀硫酸稀硫酸1415你知道了嗎你知道了嗎 由于金和鐵（鋼的主要成分）是活動性由于金和鐵（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)不同

6、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。太太頭痛，因此必須換掉其中的假牙。16ZnZnCu 練習(xí)練習(xí)1 1 下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？稀硫酸稀硫酸ZnFe稀硫酸稀硫酸AgCuA17此電池的負極材料是此電池的負極材料是_ _ 放電時被放電時被_，正極材料是正極材料是_，電池總反應(yīng)式，電池總反應(yīng)式: : 。放電時，電子由放電時，電子由_極流向極流向_極，極，電流由電流由_極流向極流向_極，電解質(zhì)溶液極，電解質(zhì)溶液中的中的ZnZn2+2+和和CuCu2+2+移向移向_，但

7、其中只有，但其中只有_在電極上被還原。在電極上被還原。 練習(xí)練習(xí)22如右圖如右圖,Zn,Zn和和CuCu之間設(shè)有隔膜，之間設(shè)有隔膜，隔膜有微孔，離子可自由通過。隔膜有微孔，離子可自由通過。該裝置屬于原電池嗎該裝置屬于原電池嗎? ?ZnZn氧化氧化CuCuZn + CuZn + Cu2+2+ = Zn = Zn2+2+ + Cu + Cu 負負正正正正負負正正CuCu2+2+18 練習(xí)練習(xí)33如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用如圖所示，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；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小心的向燒杯中央滴入CuSOCuSO4

8、 4溶液，片刻后可觀溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是察到的現(xiàn)象是( D )A. A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定；鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B. B. 保持平衡狀態(tài)；保持平衡狀態(tài)；C. C. 鐵圈向下傾斜；鐵圈向下傾斜；D. D. 銀圈向下傾斜；銀圈向下傾斜；19是否金屬越活潑，一定作負極？越不活是否金屬越活潑，一定作負極？越不活潑，一定作正極？潑，一定作正極？不一定不一定將將AlAl片和片和CuCu片用導(dǎo)線連接片用導(dǎo)線連接, ,一組插入濃硝酸中一組插入濃硝酸中, ,一組插入一組插入稀稀NaOHNaOH溶液中溶液中, ,分別形成原電池分別形成原電池: :(1)(1)在這兩組原電池中在這兩組原電池中, ,

9、負極分別負極分別是是 . .(2)(2)寫出插入濃硝酸中形成原電池的電極反應(yīng)式寫出插入濃硝酸中形成原電池的電極反應(yīng)式: :CuCu片、片、 AlAl片片負極：負極： Cu -2eCu -2e- - = Cu = Cu 2+ 2+ 正極：正極： 4H4H+ + +2NO +2NO3 3 + 2e+ 2e- - = 2NO= 2NO2 2 +2H +2H2 2O O總：總：Cu + 4HCu + 4H+ + +2NO +2NO3 3=2NO=2NO2 2 + Cu + Cu 2+ 2+ + 2H+ 2H2 2O O金屬的活潑是相對于電解質(zhì)溶液的活潑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

10、反應(yīng)的做負極先能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的做負極20 練習(xí)練習(xí)55下列關(guān)于原電池的敘述正確的是下列關(guān)于原電池的敘述正確的是( )( )A. A. 構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種活潑的金屬構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種活潑的金屬B. B. 原電池中做正極的金屬也可失電子原電池中做正極的金屬也可失電子C C、原電池中電子流出的一極是負極，該極被氧化、原電池中電子流出的一極是負極，該極被氧化D D、原電池放電時，電流的方向是從負極到正極、原電池放電時，電流的方向是從負極到正極C C212 2、原電池原理的應(yīng)用：、原電池原理的應(yīng)用：從理論上講，能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計為原電池。從理論上講，能自發(fā)進

11、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)計哪些反應(yīng)能設(shè)計成原電池成原電池? ?(1) (1) 設(shè)計原電池設(shè)計原電池 動腦動手動腦動手 有下列材料：有下列材料：ZnZn片（片（2 2片）、片）、CuCu片（片（2 2片）、片）、導(dǎo)線、水果導(dǎo)線、水果 （西紅柿、蘋果等）、電流計，請設(shè)計一（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。個裝置使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并畫出設(shè)計草圖。 22 例例11 X X、Y Y、Z Z都是金屬，把都是金屬，把X X浸入浸入Z Z的硝酸鹽溶液中，的硝酸鹽溶液中，X X的表面有的表面有Z Z析出，析出，X X與與Y Y組成原電池時，

12、組成原電池時，Y Y是電池的負是電池的負極。極。X X、Y Y、Z Z三種金屬的活動性順序為三種金屬的活動性順序為( )( )C因為因為X X置換出置換出Z,Z,所以金屬性所以金屬性負極的金屬較活潑負極的金屬較活潑, ,所以所以(2)(2)判斷金屬活動性的強弱判斷金屬活動性的強弱一般說來一般說來: : 活潑金屬作負極活潑金屬作負極, ,較不活潑的金屬作正極較不活潑的金屬作正極23 練習(xí)練習(xí)66把把a a、b b、c c、d d四塊金屬片浸入稀硫酸中，四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a a、b b相連時，相連時，a a為負極；為負極；c c、d d

13、相連時，電流由相連時，電流由d d到到c c；a a、c c相連時，相連時，c c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b b、d d相連時，相連時，b b上有大量氣上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為 ( )( )A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b . d Dc a b . d Db d c a b d c a B B24 練習(xí)練習(xí)77把把A,BA,B兩種不同的未知活潑性的金屬用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導(dǎo)線連接后同時插入稀硫酸中, ,結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)A

14、 A金屬金屬上有氣體產(chǎn)生上有氣體產(chǎn)生, ,則下列說法正確的是則下列說法正確的是( )( )A. AA. A為正極為正極,A,A較活潑較活潑B. BB. B為負極為負極,B,B較活潑較活潑C. AC. A上發(fā)生的是氧化反應(yīng)上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D. AD. A的質(zhì)量減小的質(zhì)量減小B B（3 3）、形成原電池能加快化學(xué)反應(yīng)速率）、形成原電池能加快化學(xué)反應(yīng)速率25氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液失失e e- -, ,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H2H+ +2e+2e- -= H= H2 2陰離子陰離

15、子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負極負極正極正極 Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2小結(jié)：小結(jié)：有電解質(zhì)溶液有電解質(zhì)溶液有活潑性不同的兩個電極有活潑性不同的兩個電極( (或金屬與能導(dǎo)電的非金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬) )有閉合回路或在溶液中接觸有閉合回路或在溶液中接觸形成形成條件條件26 練習(xí)練習(xí) 由碳棒、鐵片和由碳棒、鐵片和200mL200mL稀稀H H2 2SOSO4 4組成的原電池中，組成的原電池中，當(dāng)在碳棒上共放出當(dāng)在碳棒上共放出3.36L3.36L（標準狀況）氣體時，求消耗鐵（標準狀況）氣體時，求消耗鐵多少克？有多少個電子通過了電線？多少克？有多少個電子通過了電

16、線？ 解解: :負極反應(yīng)負極反應(yīng): Fe : Fe 2e 2e- - = Fe = Fe2+2+ 正極反應(yīng)：正極反應(yīng)： 2H2H+ + + 2e + 2e- - = H = H2 2 總反應(yīng)：總反應(yīng)： Fe + 2HFe + 2H+ + = Fe = Fe2+2+ + H + H2 2 56g 22.4L56g 22.4Lm(Fe) 3.36Lm(Fe) 3.36Lm(Fe)= 8.4g m(Fe)= 8.4g 電子數(shù)電子數(shù)= 8.4g= 8.4g56g/mol56g/mol2mol2mol6.026.0210102323/mol /mol = 1.806= 1.8061010232327 練習(xí)練習(xí) 請判斷下列原電池的正負極情況和請判斷下列原電池的正負極情況和電流電流方向方向, ,寫出電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式寫出電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式. .FeCA-+-+ -II A 負極負極(Zn): Zn 2e- = Zn2+ 正極正極(Fe): Cu2+ + 2e- = Cu 總反應(yīng)總反應(yīng): Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu B 負