高一化学必修2化学能与电能-课件

高一化学必修高一化学必修2化学能与电能化学能与电能 PPT（一）、火力发电（一）、火力发电燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化2大家好大家好a.我国煤炭资源丰富我国煤炭资源丰富,廉价方便廉价方便.b.电能清洁安全电能清洁安全,又快捷方便又快捷方便.a.排出大量的温室效应气体排出大量的温室效应气体.b.有废气可能导致酸雨有废气可能导致酸雨c.废料废水废料废水d.储量有限储量有限e.能量转换效率低能量转换效率低火力发电优点火力发电优点火力发电缺点火力发电缺点3大家好大家好思考：假设你是电力工程师，面对这思考：假设你是电力工程师，面对这些巨大的浪费，你会如何应对呢？些巨大的浪费，你会如何应对呢？a、改进火力发电、改进火力发电 就是尝试将化学能直接转化为电能，就是尝试将化学能直接转化为电能，就像电池。其好处就是减少中间环节能就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。更方便。b、研究新的发电方式、研究新的发电方式4大家好大家好化学能电能化学能电能？1、燃烧的本质？、燃烧的本质？2、氧化还原反应的本质是什么？氧化还原反应的本质是什么？3、电子是如何转移的？、电子是如何转移的？燃烧是使化学能转化为电能的关键燃烧是使化学能转化为电能的关键氧化还原反应氧化还原反应电子的转移电子的转移还原剂把电子转移给氧化剂还原剂把电子转移给氧化剂5大家好大家好实验实验实验实验1 1将铜片放入稀硫酸将铜片放入稀硫酸将铜片放入稀硫酸将铜片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸CuZnH2SO4在在锌片表面锌片表面有气泡有气泡铜片表面没有气泡铜片表面没有气泡实验探究实验探究请你先预测下列实验的现象，再动手请你先预测下列实验的现象，再动手实验，观察现象。实验，观察现象。实验实验实验实验2 2用导线将锌片、铜片连接起来用导线将锌片、铜片连接起来用导线将锌片、铜片连接起来用导线将锌片、铜片连接起来在导线中间接入一个电流表在导线中间接入一个电流表在导线中间接入一个电流表在导线中间接入一个电流表CuZnH2SO4铜片表面铜片表面也出现气泡也出现气泡也出现气泡也出现气泡电流计指针偏转电流计指针偏转A6大家好大家好大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静思考：思考：判断这个电池的正极、负极，指出电流判断这个电池的正极、负极，指出电流的方向、电子的流动方向。的方向、电子的流动方向。从微观角度分析：在什么位置发生了什从微观角度分析：在什么位置发生了什么化学变化？你能用化学语言表示吗。么化学变化？你能用化学语言表示吗。小组讨论小组讨论为什么铜片上也有气泡？为什么铜片上也有气泡？为什么电流计的指针会偏转？为什么电流计的指针会偏转？8大家好大家好CuZnH2SO4e-负极负极ZnZnZnZn2+2+-2e-2e-2H2H+H H2 2+2e+2e-锌片锌片铜片铜片氧化反应氧化反应还原反应还原反应正极正极总反应式：总反应式：总反应式：总反应式：Zn2H+Zn2+H2+=+得电子得电子电子流入电子流入失电子失电子电子流出电子流出9大家好大家好失失得得Zn2e-Zn2+2H+2e-H2负极负极正极正极Zn+2H+Zn2+H2有气有气体产体产生生Zn片片溶解溶解10大家好大家好 1、原电池定义、原电池定义:把化学能转变为电能把化学能转变为电能 的装置的装置.（二）、化学能直接转化为电能的（二）、化学能直接转化为电能的 原理与装置原理与装置“负极出电子，负极出电子，电子回正极电子回正极”11大家好大家好原电池原电池必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应 较活泼金属较活泼金属发生氧化反应发生氧化反应向外线路提供电子向外线路提供电子原原电池的负极；电池的负极；较不活泼金属（或石墨）较不活泼金属（或石墨）发生还原反应发生还原反应接受外线接受外线路提供的电子路提供的电子原电池的正极。原电池的正极。12大家好大家好判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。正极总是得电子发生还原反应。13大家好大家好实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：电极材料均浸入电解质溶液中电极材料均浸入电解质溶液中14大家好大家好实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路15大家好大家好实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论：一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应 u16大家好大家好CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）17大家好大家好思考与交流思考与交流通过以上实验和探究，试说明化学电池通过以上实验和探究，试说明化学电池由几部分组成，它的组成条件是什么？由几部分组成，它的组成条件是什么？2、总结归纳原电池的构成条件：总结归纳原电池的构成条件：有两种活动性不同的金属（或非金属导体）有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。作电极。电极材料均插入电解质溶液中。电极材料均插入电解质溶液中。两极相连形成闭合电路。两极相连形成闭合电路。有一个自发的氧化还原反应有一个自发的氧化还原反应18大家好大家好 原电池设计思路：原电池设计思路：放能量的氧化还原反应（放热反应）放能量的氧化还原反应（放热反应）通常须两活性不同的电极通常须两活性不同的电极 电解质溶液电解质溶液 还原剂在负极失电子，发生氧化反还原剂在负极失电子，发生氧化反 应；氧应；氧 化剂在正极得电子化剂在正极得电子,发生还原反应发生还原反应19大家好大家好1,ZnZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.3,Zn石墨与稀硫酸进行实验石墨与稀硫酸进行实验.4,FeZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.5,CuZn与乙醇进行实验与乙醇进行实验.6,CuZn与一个西红柿与一个西红柿(或一个苹果或一个苹果)进行实验进行实验.7,CuZn与两个西红柿进行实验与两个西红柿进行实验.8,CuZn与橙汁进行实验与橙汁进行实验.以上组合哪些可以组成原电池以上组合哪些可以组成原电池3,4,6,8例例120大家好大家好病病 例例 分分 析析21大家好大家好病病 例例 分分 析析22大家好大家好病病 例例 分分 析析23大家好大家好 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？24大家好大家好实践活动实践活动自制电池自制电池水果电池。如下图：水果电池。如下图：25大家好大家好第二第二节节 化学能与电能化学能与电能(2)(2)原电原电池池26大家好大家好由以上的病例，你能的得到怎样的启示呢？由以上的病例，你能的得到怎样的启示呢？如何判断原电池，以及如何判断原电池，以及原电池的正负极原电池的正负极原电池原理的应用原电池原理的应用发展中的化学电源发展中的化学电源病例分析病例分析27大家好大家好u根据现象判断（溶解根据现象判断（溶解根据现象判断（溶解根据现象判断（溶解-负极；增重或有气泡负极；增重或有气泡负极；增重或有气泡负极；增重或有气泡-正极）正极）正极）正极）u根据电极材料（活泼金属根据电极材料（活泼金属根据电极材料（活泼金属根据电极材料（活泼金属-负极；不活泼或非金属负极；不活泼或非金属负极；不活泼或非金属负极；不活泼或非金属-正极）正极）正极）正极）u根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，电流流入电流流入电流流入电流流入-负极；负极；负极；负极；电子流入，电流流出电子流入，电流流出电子流入，电流流出电子流入，电流流出-负极负极负极负极-正极）正极）正极）正极）u根据电极发生的反应（氧化反应根据电极发生的反应（氧化反应根据电极发生的反应（氧化反应根据电极发生的反应（氧化反应-负极；还原反应负极；还原反应负极；还原反应负极；还原反应-正极）正极）正极）正极）u根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路）根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路）根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路）根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路）（阴离子移向（阴离子移向（阴离子移向（阴离子移向-负极；阳离子移向负极；阳离子移向负极；阳离子移向负极；阳离子移向-正极）正极）正极）正极）如何判断原电池，以及原电池的正负极？如何判断原电池，以及原电池的正负极？28大家好大家好（2010广东理综卷）广东理综卷）23.铜锌原电池（如图铜锌原电池（如图9）工作时，）工作时，下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A、正极反应为：、正极反应为：Zn2e-=Zn2+B、电池反应为：、电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+CU C、在外电路中，在外电路中，电子从负极流向正极电子从负极流向正极 D、盐桥中的盐桥中的K+移向移向ZnSO4溶液溶液 解析：解析：Zn是负极，故是负极，故A错；错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确；正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故极，故C正确；正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。错误。答案：答案：BC29大家好大家好1.1.下列装置中能组成原电池的是下列装置中能组成原电池的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精酒精A BZnH2SO4ACuH2SO4C DACuCuH2SO4（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知30大家好大家好2.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是3.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+(D)(Zn AgNO3 C)(Fe Fe2(SO4)3 C)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；31大家好大家好5.原电池的应用原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。制作干电池、蓄电池、高能电池等。(2)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）32大家好大家好2.2.把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负为负极；极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()()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 B33大家好大家好比较反应速率比较反应速率例例2：下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 硫酸；硫酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）34大家好大家好1、干电池、干电池一次电池：放电之后不能充电的电池一次电池：放电之后不能充电的电池一次电池：放电之后不能充电的电池一次电池：放电之后不能充电的电池 （内部的氧化还原反应是不可逆的）（内部的氧化还原反应是不可逆的）（内部的氧化还原反应是不可逆的）（内部的氧化还原反应是不可逆的）锌筒锌筒锌筒锌筒石墨棒石墨棒石墨棒石墨棒负极负极（锌筒）（锌筒）：Zn-2e-=Zn 2+锌锌-锰干电池锰干电池正极正极（石墨）（石墨）：2NH4+2MnO2+2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O发展中的电池发展中的电池35大家好大家好 锌锌-锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质泄露出来，是锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质泄露出来，是电器腐蚀。电器腐蚀。为了防止泄露，在外壳套上金属筒或塑料筒，为了防止泄露，在外壳套上金属筒或塑料筒，制成防漏电池。制成防漏电池。为了延长电池的寿命和为了延长电池的寿命和提高性能，将内部的提高性能，将内部的NH4Cl换成湿的换成湿的KOH，并在构造上，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。进行改进，制成碱性锌锰电池。发展中的电池发展中的电池36大家好大家好2、充电电池、充电电池二次电池：氧化还原反应在充电时二次电池：氧化还原反应在充电时二次电池：氧化还原反应在充电时二次电池：氧化还原反应在充电时 可以逆向进行。可以逆向进行。可以逆向进行。可以逆向进行。铅蓄电池铅蓄电池负极负极Pb：正极正极PbO2：总反应：总反应：放电：化学能转化电能放电：化学能转化电能放电：化学能转化电能放电：化学能转化电能充电：电能转化化学能充电：电能转化化学能充电：电能转化化学能充电：电能转化化学能Pb+SO42-2e-=PbSO4PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O发展中的电池发展中的电池37大家好大家好 燃料电池燃料电池HH2 2OO2 2负极负极H2：H2-2e-=2H+正极正极O2：O O2+2+2H2O+4e-=4OH-总反应：总反应：O2+2H2 =2H2 OHH+OHOH-HH2 2OO燃料电池是一种新型的化学电池燃料电池是一种新型的化学电池(例如：例如：H2和和O2的燃料电池，的燃料电池，CH4和和O2的燃料电池的燃料电池)两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体在电极两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体在电极 表面放电，与其它电池区别：反应物不是储存在电池内表面放电，与其它电池区别：反应物不是储存在电池内发展中的电池发展中的电池38大家好大家好 锂电池（有机溶剂电解液）锂电池（有机溶剂电解液）负极：负极：2Li-2e=2Li+正极：正极：I2+2e=2I总反应：总反应：2Li+I2=2LiI 跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。命长。发展中的电池发展中的电池39大家好大家好钮扣电池：不锈钢制成一个由正钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨组成的正极活性材料，负极石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，银银-锌电池锌电池负极：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag发展中的电池发展中的电池40大家好大家好如何判断原电池，以及原电池的正负极如何判断原电池，以及原电池的正负极原电池原理的应用原电池原理的应用发展中的化学电源发展中的化学电源课堂小结课堂小结41大家好大家好