高中化學(xué)必修第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能精選PPT

關(guān)于高中化學(xué)必修第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能第1頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三水電站直接從自然界取得的能源稱為一次能源第2頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。第3頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三火電站一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源第4頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第5頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三2、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、體系能量變化過程關(guān)鍵本質(zhì)本質(zhì)引起第6頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三發(fā)電站將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電有哪些缺點(diǎn)?討論第7頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三存在缺點(diǎn)排出大量溫室氣體可能導(dǎo)致酸雨能量轉(zhuǎn)化效率低煤炭是非可再生資源第8頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

化學(xué)能電能

？第9頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三化學(xué)能電能？（看書P35頁第二、三段，回答問題）1、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為電能。2、把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個不同區(qū)域進(jìn)行。3、需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電子從氧化劑區(qū)域流向還原劑區(qū)域。4、考慮氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的條件和環(huán)境，化學(xué)物質(zhì)的選擇。5、從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題。第10頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三現(xiàn)象銅片鋅片電流表Zn片表面沒有氣泡產(chǎn)生，鋅片溶解Cu片有氣泡產(chǎn)生電流表指針偏轉(zhuǎn)結(jié)論：有電流產(chǎn)生

[實(shí)驗(yàn)2-4]實(shí)驗(yàn)探究請將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在課本P38表中：第11頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

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e－電荷流向電流流向：負(fù)極正極學(xué)與問P41第12頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三一、原電池1、定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.原電池原理AZnCuSO42－H+H+第13頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三[實(shí)驗(yàn)]原電池原理探究步驟討論與交流1.將Zn片插入稀H2SO4Zn片和Cu片上現(xiàn)象有何差別?2.將Cu片插入稀H2SO43.Zn片和Cu片接觸插入稀H2SO4(不接電流表)Cu片上有何現(xiàn)象?推測原因.4.Zn片和Cu片用導(dǎo)線連接(中間接電流表)插入稀H2SO4(偏向?)電流表指針有何變化?說明了什么?5.嘗試用干電池判斷實(shí)驗(yàn)中的正負(fù)極說明你判斷的方法?第14頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

離子方程式思考問題尋找答案你對問題２的想法稀H2SO4ZnCu鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子?演示探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來Zn+2H+=Zn2++H2↑２.什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？第15頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

離子方程式思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法

演示探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Cu起傳導(dǎo)電子的作用。可用電流表測電流及方向。Zn+2H+=Zn2++H2↑稀H2SO4ZnCu大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解1.H+得到的電子是Cu失去的嗎？2.在這個過程中Cu起什么作用？3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？第16頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法演示探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？2.你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由Zn導(dǎo)線銅片H+定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)AZnCu稀H2SO4第17頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）Zn片：Zn－2e-=Zn2+Cu片：2H++2e-=H2

↑（銅片在這里起傳導(dǎo)電子的作用）電極反應(yīng)式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑電極反應(yīng)總式：Zn+2H+==Zn2++H2↑

2e-2.Zn－Cu－H2SO4原電池的工作原理：第18頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三“負(fù)極出電子，電子回正極”3、原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)負(fù)極：還原性相對較強(qiáng)的材料正極：還原性相對較弱的材料活潑金屬→發(fā)生氧化反應(yīng)→向外線路提供電子→原電池的負(fù)極；不活潑金屬（或石墨）→發(fā)生還原反應(yīng)→接受外線路提供的電子→原電池的正極。

第19頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三CH2SO4（不可以）（可以）條件一：有活潑性不同的兩種金屬或非金屬第20頁，講稿共58頁，2023年5月2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；實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件第21頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三實(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（不可以）第22頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三AZnCuH2SO4ACCuH2SO4原電池右圖裝置電流表指針偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論不偏轉(zhuǎn)電極材料不同電池總反應(yīng)應(yīng)該是能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)第23頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三構(gòu)成原電池的條件★有兩種活動性不同的金屬（或非金屬單質(zhì)）作電極★電極材料均插入電解質(zhì)溶液中★兩極相連形成閉合電路★能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)第24頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三練習(xí)⒈判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由.①②③(×)(×)(√)④(√)⑤(×)第25頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三4、原電池電極名稱的確定方法①根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、化合物是正極。②根據(jù)電極反應(yīng)特點(diǎn)確定。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)→正極例：銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它的反應(yīng)可表示為：Ag2O+Zn+H2O＝2Ag+2Zn(OH)2請判斷此電池中，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD第26頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三③根據(jù)電子或電流流動方向（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（內(nèi)電路）陽離子向正極移動陰離子向負(fù)極移動第27頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三⑤根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2（負(fù)極）（在正極）第28頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三5.如何書寫電極反應(yīng)方程式負(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++Cu第29頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三電極反應(yīng)方程式的書寫方法負(fù)極：較活潑金屬（a）電極反應(yīng)：a-ne-=an+(氧化反應(yīng))正極：較不活潑金屬或非金屬（b）電極反應(yīng)：Cm++me-=C(還原反應(yīng))第30頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三H2SO4(aq)CuSO4(aq)ZnCu負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.例：請?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動方向和電流方向,并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.AgFeZnZn－2e-=Zn2+

CuCu2++2e-=Cu

Zn+Cu2+

=Zn2++

CuFeFe－2e-=Fe2+

Ag2H++2e-=H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑

Ie-e-I第31頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三練習(xí)2．下列裝置哪些可以形成原電池?形成原電池的寫出電極反應(yīng)式,并指出電子流動方向。第32頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設(shè)計(jì)成一個原電池。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負(fù)極

。3、電極反應(yīng)式：負(fù)極:.正極:.1、電解液：硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液2、電極材料：負(fù)極：鐵，正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬

拓展：

Fe－2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu

第33頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三小結(jié)

由化學(xué)方程式書寫電極反應(yīng)式：①找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)，確定正負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)；②利用電荷守恒分別寫出電極反應(yīng)式；③驗(yàn)證：兩電極反應(yīng)式相加所得式子和原化學(xué)方程式相同，則書寫正確。

第34頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三思考題請根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe

=3Fe2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3第35頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化電能化學(xué)能原電池電解池第36頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三鋅片插入稀硫酸中，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)。第37頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三原電池原理的應(yīng)用

①制作化學(xué)電源②加快反應(yīng)速率：

例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。③判斷金屬活動性的強(qiáng)弱④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)而使鋼鐵遭到腐蝕第38頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三

防止鋼鐵腐蝕：在鋼鐵的表面焊接比Fe更活潑的金屬（如Zn），組成原電池后，使Fe成為原電池的正極而得到保護(hù)。鋼鐵的析氫腐蝕：負(fù)極：Fe–2e-=Fe2+

正極：2H++2e-=H2↑鋼鐵的吸氧腐蝕：負(fù)極：2Fe–4e-=2Fe2+

正極：2H2O+O2+4e-=4OH-第39頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三練習(xí)3、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40頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三二、發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池第41頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三負(fù)極：Zn–2e-=Zn2+正極：2NH4++2e-=2NH3+H2總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2其他干電池：堿性鋅-錳干電池、銀-鋅紐扣電池等優(yōu)點(diǎn)：攜帶方便缺點(diǎn)：電量小，污染大干電池（負(fù)極）（正極）鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和

H2O等1、干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理第42頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O其他蓄電池：鎳-鎘蓄電池、銀-鋅蓄電池等優(yōu)點(diǎn)：可反復(fù)使用

缺點(diǎn)：污染大2、鉛蓄電池第43頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三3、銀鋅電池正極殼填充Ag2O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O

充電放電1970-1975,開發(fā)了先進(jìn)的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。1975-1983,為美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。1979-1987,為美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。1998-1992,為美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。第44頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三4、鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2ONi(OH)2+Cd(OH)2

放電充電負(fù)極材料：Cd，正極材料：涂有NiO2

，電解質(zhì)：KOH溶液。反應(yīng)式如下：第45頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三5、鋰電池

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。第46頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三6、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)物不斷排出電池第47頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三第48頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三氫氧燃料電池：負(fù)極：2H2＋4OH—－4e—

＝4H2O（氧化反應(yīng)）正極：O2＋H2O＋4e—＝4OH—（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：2H2＋O2＝2H2O第49頁，講稿共58頁，2023年5月2日，星期三其他電池