化學(xué)能與電能課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期人教版（2019）化學(xué)必修第二冊

化學(xué)能與電能假如世界上沒有電······01化學(xué)反應(yīng)與電能有什么關(guān)系呢？如何將儲存在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢？我國目前電能主要來自火力發(fā)電，其次是水力發(fā)電。問：火力發(fā)電是如何產(chǎn)生電能的？發(fā)電原理又是什么呢？1.間接轉(zhuǎn)化——火力發(fā)電【實驗6-3】(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。任務(wù)一

原電池實驗探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置實驗

現(xiàn)象銅片插入稀硫酸鋅片插入稀硫酸鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸銅片鋅片電流表銅片上無氣泡鋅片上有氣泡銅片上有氣泡Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑鋅片逐漸溶解無氣泡電流表的指針偏轉(zhuǎn)（1）將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。

(注意兩塊金屬片不要相接觸)（2）將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。稀H2SO4ZnCu活動一

實驗探究：原電池工作原理【探究】

該裝置是如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的？鋅片：銅片：

Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑導(dǎo)線：連接鋅片與銅片，保證電子流動電解質(zhì)溶液：提供離子，保證離子移動，形成回路總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向：鋅片→導(dǎo)線→銅片電流流向：銅片→導(dǎo)線→鋅片→溶液→銅片（循環(huán)）e-e-e-Ⅰ2.直接轉(zhuǎn)化——原電池（1）概念:將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

（3）工作原理：

（2）本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進(jìn)行。e-負(fù)極正極電解質(zhì)溶液e－e－e－III原電池的工作原理陰離子陽離子Zn－2e－＝Zn2+氧化反應(yīng)2H++2e－＝H2↑還原反應(yīng)注意：電子不下水，離子不上岸活動二

實驗探究原電池的構(gòu)成要素1、根據(jù)原電池原理，結(jié)合所給出的實驗用品，設(shè)計和制作簡易電池。2、討論交流【問題與討論】，體會總結(jié)原電池的構(gòu)成要素。小組探究實驗P37（3）原電池構(gòu)成要素①原電池反應(yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。②具有活動性不同的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。③電解質(zhì)溶液。④電解質(zhì)溶液、電極、導(dǎo)線形成閉合回路。提煉歸納活動三

設(shè)計原電池(1)依據(jù):已知一個可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),首先將其拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)；還原反應(yīng)在正極發(fā)生，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。(2)實例:以Fe+CuSO4====Cu+FeSO4為例任務(wù)驅(qū)動:日常生活中常用的鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)如圖,你能判斷出它的正負(fù)極并指出其工作時電子的流向嗎?任務(wù)二化學(xué)電池負(fù)極：鋅粉正極：二氧化錳電解質(zhì)：氫氧化鉀【自主探索】若該電池的總反應(yīng)式為Zn+2MnO2+2H2O====2MnOOH+Zn(OH)2,則其正極反應(yīng)式是什么?提示:分析負(fù)極變化得負(fù)極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2則總反應(yīng)方程式減去負(fù)極反應(yīng)式既得正極反應(yīng)式：MnO2+H2O+e-====MnOOH+OH-?？偡磻?yīng)方程式==正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式1.干電池最早使用的化學(xué)電池是鋅錳電池,它是一種一次性電池,放完電后不能再使用。2.充電電池充電電池又稱_____電池,它在放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時可以_____進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。常見的充電電池主要有:___________、_________、___________。二次逆向鉛酸蓄電池鎳氫電池鋰離子電池PbO2+Pb+2H2SO4====2PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+SO42-+4H+

=PbSO4+2H2O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)一號電池爛在地里，能使１萬平方米的土壤永久失去利用價值；一粒紐扣電池可使600噸水無法飲用，相當(dāng)于一個人一生的飲水量。廢舊電池的回收利用

3.發(fā)展中的燃料電池氫氧燃料電池(如圖所示)因電解質(zhì)溶液為酸性解質(zhì)，電池總反應(yīng)式:2H2+O2====2H2O負(fù)極:2H2-4e-====4H+正極:O2+4H++4e-====2H2O當(dāng)電解質(zhì)溶液為KOH溶液時:負(fù)極:2H2-4e-+4OH-====4H2O

正極:O2+2H2O+4e-====4OH-

電極反應(yīng)式的書寫注意事項：1.正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式==總反應(yīng)方程式。2.燃料電池的總反應(yīng)方程式一般為燃料的燃燒方程式。3.要充分考慮電解質(zhì)溶液的酸堿性，環(huán)境不同，反應(yīng)亦不同。課堂小結(jié)一.原電池

工作原理構(gòu)成要素

概念電解質(zhì)溶液兩電極自發(fā)的氧化還原反應(yīng)閉合回路二.常見的化學(xué)電源一次電池二次電池燃料電池【探究特訓(xùn)】

1.下列裝置能形成原電池的是 ()

A.①②③⑦

B.①②⑤⑥C.①②③④ D.①②③⑥⑦A2.某興趣小組設(shè)計的簡易原電池裝置如圖所示。該電池工作時,下列說法正確的是 ()A.鋅片作正極B.碳棒上有氣泡產(chǎn)生C.可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.電子由碳棒經(jīng)濾紙流向鋅片B

3.下列關(guān)于化學(xué)電池的說法不正確的是 ()

A.一次電池內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行,如鋅錳干電池

B.鉛酸蓄電池屬于二次電池,充電時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C.充電電池放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時可逆向進(jìn)行

D.鋰離子電池和燃料電池都是高效、安全、環(huán)保的新型化學(xué)電池B4.某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn+2FeCl3====ZnCl2+2FeCl2,設(shè)計了如