【化學(xué)課件】第二節(jié) 化學(xué)能與電能ppt課件.ppt

1、第二節(jié) 化學(xué)能與電能,第二節(jié) 化學(xué)能與電能,天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632,電能是現(xiàn)代社會(huì)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。,2001年我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成,估計(jì)在2050年火電仍居首位,1、火力發(fā)電的原理分析。,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(guò)程,關(guān)鍵,本質(zhì),本質(zhì),引起,思考：假設(shè)你是電力工程師，面對(duì)這些利與弊，你會(huì)如何應(yīng)對(duì)呢？,a、改進(jìn)火力發(fā)電,b、研究新的發(fā)電方式,方式之一就是嘗試將化學(xué)能

2、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(fèi)能源，更方便。,1、電流是怎樣形成的？,提示：怎樣才能使氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移定向移動(dòng)？,能否直接轉(zhuǎn)化為,2、氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，為何氧化劑與還原劑直接反應(yīng)時(shí)沒(méi)有電流形成？根據(jù)電流形成的原理，你能否設(shè)計(jì)出將氧化還原反應(yīng)過(guò)程的電子轉(zhuǎn)移形成電流的方案？,1、初步了解原電池的概念、原理、組成及應(yīng)用。 2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及原電池的構(gòu)成條件。,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,實(shí)驗(yàn)2-4 原電池原理探究,3.Zn片和Cu片接觸插入稀H2SO4 (不接電流表),4.Zn片和Cu片用導(dǎo)線連接(中間

3、接電流表)插入稀H2SO4(偏向?),Cu片上有何現(xiàn)象?推測(cè)原因.,電流表指針有何變化?說(shuō)明了什么?,微觀解釋,原電池,“負(fù)極出電子，電子回正極”,必發(fā)生 失電子 的 氧化反應(yīng),必發(fā)生 得電子 的 還原反應(yīng),2、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。,失,得,Zn2e- Zn2+,2H+ 2e- H2,負(fù)極,正極,Zn+ 2H+ Zn2+ + H2,有氣體產(chǎn)生,Zn片溶解,實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成條件一： 活潑性不同的兩個(gè)電極,負(fù)極：較活潑的金屬 正極：較不活潑的金屬、

4、石墨等,第一組實(shí)驗(yàn),（可以）,（不可以）,形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；,第二組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件,第三組實(shí)驗(yàn),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）,三、原電池的形成條件,4.自發(fā)的氧化還原反應(yīng),1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是( ),習(xí)題一：,C,ZnZn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn). Zn石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn). FeZn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn). CuZn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn). CuZn與一個(gè)西紅柿(或一個(gè)蘋(píng)果)進(jìn)行實(shí)驗(yàn). CuZn與兩個(gè)西紅柿進(jìn)行實(shí)驗(yàn). CuZn與橙汁進(jìn)行實(shí)驗(yàn).,鞏 固 練 習(xí),病 例 分 析,病 例 分 析,病 例 分 析,你能為她開(kāi)一個(gè)藥方

5、嗎？,練習(xí),判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說(shuō)明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式.,(),(),(),2H+2e-H2,負(fù)極：,總反應(yīng)：,正極：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,正極：,負(fù)極：,總反應(yīng)：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,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)式是LiMnO2 LiMnO2。下列說(shuō)法正確的是

6、（ ） Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ie-Li+ Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ie-Li- C. MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2e-MnO2 - D. 鋰電池是一種環(huán)保型電池,書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式，注意幾點(diǎn)： （1）電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)式的一切規(guī)則； （2）負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物、正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)； (3)兩極電極反應(yīng)式中的電子得失數(shù)目（一般）保持相等。 （4）兩極反應(yīng)相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)得到正極反應(yīng)、總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)。,H2SO4 (aq),CuSO4 (aq),負(fù)極( ): . 正極( ): . 總反應(yīng)式: .,負(fù)極( ):

7、. 正極( ): . 總反應(yīng)式: .,請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向, 并判斷正負(fù)極，寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.,Ag,Fe,Zn Zn2e - = Zn2+ Cu Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 + Cu,Fe Fe2e - = Fe 2+ Ag 2H+2e - = H2 Fe+2H+ = Fe 2+ +H2, 原電池原理的應(yīng)用,制作化學(xué)電源 加快反應(yīng)速率： 例如，實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，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。 判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱 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

8、遭到腐蝕,請(qǐng)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(gè)原電池。,1、電解液： 2、電極材料： 負(fù)極 ，正極 。 3、電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極: . 正極: .,拓 展：,Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu,鐵,銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬,硫酸銅、氯化銅、硝酸銅 等可溶性銅鹽溶液,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(shí)，a為 負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)， c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣 泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) A

9、a b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a,B,練 習(xí),如圖所示，各燒杯中均盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)?（ ）,A. B. C. D. ,有人設(shè)計(jì)了Pt和Zn為電極材料的電池埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起搏器的能源，它依靠人體體液中含有一定濃度的溶解氧、H+ 和Zn2+ 進(jìn)行工作，則 A Pt作負(fù)極 B 正極電極反應(yīng)：2H+2e-=H2 C 負(fù)極電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH- D 正極電極反應(yīng)：O2 + 4H+ + 4e-=2H2O,習(xí)題四,4.一個(gè)電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,該反應(yīng)的的原電池正確組合是（ ）,C,三、發(fā)展中的化學(xué)電源,干電池,負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ 正極：2NH4+2e-=2NH3+ H2 產(chǎn)生的H2和MnO2作用： H2+ 2MnO2 = Mn2O3 + H2O,鉛蓄電池的反應(yīng)原理,負(fù)極：Pb - 2e- =Pb2+,