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第1课时化学能转化为电能,第二章第二节化学能与电能,学习目标 1.通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质。 2.理解原电池的概念及工作原理。 3.了解原电池的构成与设计。 核心素养 1.科学探究:设计实验认识构成原电池的条件及其原理,判断原电池的正负极。 2.创新意识:利用原电池原理能设计原电池。,新知导学,1.一次能源和二次能源 (1)一次能源:直接从自然界取得的能源。如太阳能、风能、地热能、水力、潮汐、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。 (2)二次能源:一次能源经过加工,转换得到的能源。如电能、蒸汽能、机械能等。,一、能源与火力发电,2.火力发电化学能间接转化为电能 (1)火力发电的原理 首先通过化石燃料 ,使 ,加热水使之_ 以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。 (2)能量转换过程,燃烧,化学能转变为热能,汽化为蒸汽,(3)火力发电的弊端 化石燃料属于不可再生资源,用化石燃料发电会造成资源的浪费。 火力发电的过程中,能量经过多次转化,利用率低,能量损失大。 化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等),污染环境。,火力发电是通过氧化还原反应将化学能转化为电能的一种间接方式,在其过程中,燃烧是使化学能转化为电能的关键。,解析,例1下列叙述不正确的是 A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源 B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次 能源 C.火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D.在火力发电过程中,化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生 的过程,伴随着能量的变化,答案,解析氢气不能从自然界中直接取得,是二次能源,A正确; 电能也是二次能源,且使用方便、污染最小,B正确;,1.实验探究,锌与稀硫酸发 生置换反应产 生氢气,而铜 则不能,二、原电池化学能直接转化为电能,锌与稀硫酸反 应,但氢气在 铜片上产生, 导线中有电流,锌与稀硫酸反 应产生氢气, 但导线中无电 流,乙醇是非电解 质,与锌、铜 都不反应,2.原电池的概念 原电池是将 能转化为 能的装置; 原电池的反应本质是 反应。 3.原电池的构成条件 理论上,自发的 反应均可构成原电池。 具体条件是:(1)具有 的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液:两电极均插入 溶液中。 (3)导线:两电极用导线相连,形成闭合回路。,化学,电,氧化还原,氧化还原,活动性不同,电解质,原电池总反应式: ; (2)能量转化: 能转变为 能。,4.原电池的工作原理 (1)分析下图并填空,负极,氧化反应,正极,还原反应,Zn-2e-=Zn2,2H2e-=H2,Zn2H=Zn2H2,化学,电,相关视频,5.原电池工作原理的应用 (1)比较金属活动性 原电池中,作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性 。 (2)改变化学反应速率 如:在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌构成原电池的正负极,从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。 (3)设计原电池 如:把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池,可用 作负极,_ 作正极, 作电解质溶液。,强,Fe,铜(或石墨),FeCl3溶液,例2如图所示装置能够组成原电池的是_。 其他不能构成原电池的说明理由:_ _。,答案,EFG,A装置的两个电极的活泼性相同,电子不会流动形成电流;B装置为非电解质溶液,不能发生氧化还原反应;C装置电解质溶液在两个分开的装置中,不成形成闭合回路;D装置无导线连接电极,不能形成闭合回路。它们均不能构成原电池,思维启迪,原电池的判定方法:一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应);二看构成条件(两极一液成回路:两个活泼性不同的电极,插入电解质溶液中,装置形成闭合回路)。,解析原电池中,负极金属失去电子,发生氧化反应溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项正确; A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电池,且现象符合题意,B项正确; 电解质溶液中阳离子移向正极,C项错误。,例3如图所示电流表的指针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别可以为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应,答案,解析,例4某原电池的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu,该原电池正确的组成是,答案,解析,解析将ZnCu2=Zn2Cu拆开两个半反应: 氧化反应(负极反应):Zn2e=Zn2。 还原反应(正极反应):Cu22e=Cu。 则电池的负极是Zn,正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属,电解质溶液中含Cu2。,(1)依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)选择合适的材料 电极材料:电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料,或者在该氧化还原反应中,本身失去电子的材料。 电解质溶液:电解质溶液一般能与负极反应。,设计原电池的方法,方法技巧,原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是,学习小结,达标检测,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”) (1)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源() (2)NaOHHCl=NaClH2O是放热反应,可以设计成原电池() (3)原电池中的阳离子由负极区向正极移动() (4)在Zn|稀硫酸|Cu原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌() (5)把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快(),答案,1,2,3,4,5,2.(2017北京101中学期中)下列设备工作时,将化学能转化为电能的是,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析A项,锂离子电池是把化学能转化为电能,故正确; B项,太阳能集热器是把太阳能转化为热能,故错误; C项,燃烧是放热反应,是把化学能转化为热能,故错误; D项,硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,故错误。,3.(2017湖南郴州适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池,下列说法正确的是 A.电子由铜通过导线流向锌 B.该装置是将电能转化为化学能的装置 C.锌电极发生氧化反应 D.电流由锌通过导线流向铜,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析A项,铜作正极,锌作负极,因此电子由锌流向铜,故错误; B项,该装置将化学能转化为电能,故错误; C项,锌作负极失去电子,发生氧化反应,故正确; D项,电子与电流的方向相反,因此电流由铜极流向锌极,故错误。,A. B. C. D.,4.下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析中的锌作负极,腐蚀速率最快; 中的锌与外界不接触,腐蚀速率最慢; 中的锌作正极,腐蚀速率比中的锌要慢; 因此腐蚀速率由慢到快的顺序为,故B正确。,5.在铜锌原电池中(如下图),以硫酸铜为电解质溶液,锌为_极,电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为 _。锌片上观察到的现象为_; 铜为_极,电极上发生的是_(填“氧化”或“还 原”)反应,电极反应式_;铜片上观 察到的现象为_,原电池总反应的离子方程式 为_。,1,2,3,4,5,答案,解析,负,氧化,Zn2e=Zn2,锌片溶解,正,还原,Cu22e=Cu,铜极变粗,ZnCu2=Zn2Cu,解析CuSO4为电解质溶液时,铜锌原电池的负极为锌,电极反应式为Zn2e=Zn2,所以锌片不断溶解,正极为铜,电极反应式为Cu22e=Cu,所以铜极不断变粗,原电池总反应式为ZnCu2=Zn2Cu。,1,2,3,4,5,
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