化学能与电能课件讲义

化学能与电能化学能与电能 化学能与电能11、火力发电原理及过程、火力发电原理及过程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.化学能转变成电能1、火力发电原理及过程燃烧蒸汽发电机化学能 2【思考与交流】1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的 利用率低 化学能化学能 电能电能直接？直接？【思考与交流】火1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机2.煤3稀硫酸稀硫酸ZnCu 将一将一Zn片、片、Cu片平行插入稀硫酸片平行插入稀硫酸中，有什么现象？中，有什么现象？写出有关反应的离写出有关反应的离子方程式。子方程式。稀硫酸ZnCu 将一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中4化学能电能化学能电能？（看书（看书P35页第二、三段，回答问题）页第二、三段，回答问题）1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转换为电能。能要经过一系列能量转换才能转换为电能。2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。应在两个不同区域进行。3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。氧化剂区域流向还原剂区域。4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。化学物质的选择。5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。化学能电能？（看书P35页第二、三段，回答问题）1、当5稀硫酸稀硫酸ZnCu现象：现象：(3)电流表指针有偏转电流表指针有偏转(2)铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生(1)锌片不断溶解锌片不断溶解实验实验2-4稀硫酸ZnCu现象：(3)电流表指针有偏转(2)铜片上有61 1、原电池：、原电池：（1 1）定义：）定义：将将化学能化学能转变为转变为电能电能的装置。的装置。（2）反应本质：氧化还原反应氧化还原反应一、化学能转化为电能1、原电池：（2）反应本质：氧化还原反应一、化学能转化为电能7 指针偏转，说明电路中有电流通指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。过，说明发生了电子定向移动。Zn 比比Cu活泼，用导线连在一起时，活泼，用导线连在一起时，Zn片片失去的电子（失去的电子（Zn2e=Zn2+）变成）变成Zn2+进入溶液，电子经导线流向进入溶液，电子经导线流向Cu片，片，溶液中溶液中的的H移向移向Cu片得电子被还原成片得电子被还原成H2（2H+2e=H2）【分析与讨论】指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子8 Zn2+负极负极 正极正极 Zn Cu电流表电流表SO42-H+H+e-电流电流H2 Zn2+负极 正极 Zn Cu电流表SO42-9负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液阴阴阴阴离离离离子子子子还原反应还原反应还原反应还原反应氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应阳阳阳阳离离离离子子子子原电池工作原理图示原电池工作原理图示外电路外电路内电路内电路负极正极电解质溶液e-阴离子还原反应氧化反应阳离子原电池工作10外电路：外电路：电子电子由负极由负极正极，正极，电流电流由正极由正极负极负极。内电路：内电路：阴离子阴离子 负极负极，阳离子阳离子 正极；正极；e电电子子流向流向、电流流向：电流流向：负极负极正极正极小结小结铜锌原电池原理动画铜锌原电池原理动画这样整个电路构成了闭合回路，这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流带电粒子的定向移动产生电流外电路：电子由负极正极，e电子流向、电流流向：负极正极小112 2、原电池工作原理、原电池工作原理 在在 负极负极，物质失去电子发生，物质失去电子发生氧化反应氧化反应；电子经外电路由负极移向正极；电子经外电路由负极移向正极；在在 正极正极，物质得到电子发生，物质得到电子发生还原反应还原反应；电解质溶液中，电解质溶液中，阳离子阳离子向向正极正极移动，移动，阴离子阴离子向向负极负极移动。移动。2、原电池工作原理 在 负极，物质失去电子发生氧化反应；12回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电13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不可实验探究:形成原电池的条件结论：两极相连形成闭合电路不可14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：v一般由两种活泼性不同的金属一般由两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极（或一种是非金属导体）作电极其中其中较活泼的金属作负极较活泼的金属作负极较不活泼的金属、石墨等作正极较不活泼的金属、石墨等作正极可以实验探究:形成原电池的条件结论：一般由两种活泼性不同的金属其15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：电极材料均浸入的是电极材料均浸入的是电解质溶液电解质溶液不可实验探究:形成原电池的条件结论：电极材料均浸入的是电解质溶液16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实验探究:形成原电池的条件结论：一个自发进行的氧化还原反应173.原电池形成条件原电池形成条件 两种活泼性不同的金属作电极两种活泼性不同的金属作电极 （或其或其中一种为能导电中一种为能导电 的非金属，如的非金属，如“碳棒碳棒”）其中较活泼金属为负极。其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非较不活泼金属（或非 金金 属）为正极属）为正极 电解质溶液电解质溶液 形成闭合回路形成闭合回路 能自发地发生能自发地发生氧化还原反应氧化还原反应两极一液一连线两极一液一连线3.原电池形成条件 两种活泼性不同的金属作电极两极一液一18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：实践活动19AAAAAAZn CuFe C(石墨石墨)Zn CuZn ZnFe CuSi C(石墨石墨)稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F GAAAAAAZn CuFe 20根据电极材料判断根据电极材料判断练习：判断下列原电池的正负极练习：判断下列原电池的正负极.ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸A稀硫酸稀硫酸A负极负极:较活泼的金属较活泼的金属正极正极:较不活泼的金属或非金属导体较不活泼的金属或非金属导体-+-+-+-+4.4.正负极的判断正负极的判断根据电极材料判断练习：判断下列原电池的正负极.ZnCu稀硫21根据电子或电流流动方向判断（外电路）：根据电子或电流流动方向判断（外电路）：电子从负极流出 沿导线 流入正极电流从正极流出 沿导线 流入负极ee根据离子的定向移动方向（内电路）根据离子的定向移动方向（内电路）阳离子向正极移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阴离子向负极移动根据电极反应判断根据电极反应判断失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极根据电子或电流流动方向判断（外电路）：电子从负极流出 沿22根据现象判断根据现象判断电极不断溶解：电极不断溶解：负极负极有气泡冒出、有固体析出：有气泡冒出、有固体析出：正极正极根据离子方程式判断根据离子方程式判断Fe+2H+=Fe2+H2（负极）（在正极）根据现象判断电极不断溶解：负极有气泡冒出、有固体析出：正极235.如何正确书写电极方程式如何正确书写电极方程式？（1 1）按照）按照负极失去电子负极失去电子发身氧化反应，正极上发身氧化反应，正极上溶液溶液中中阳离子阳离子得到电子得到电子发生发生还原反应；首先正确判断出电还原反应；首先正确判断出电极反应产物，然后结合反应物及转移电子写出两极方极反应产物，然后结合反应物及转移电子写出两极方程式程式（2 2）两电极方程式中要满足得失电子数两电极方程式中要满足得失电子数相等相等（即（即转移电子数守恒）。转移电子数守恒）。（3 3）两个电极方程式相加得到总反应方程式两个电极方程式相加得到总反应方程式（结（结合质量守恒、电荷守恒原则）。合质量守恒、电荷守恒原则）。原电池原电池电极反应式的书写电极反应式的书写5.如何正确书写电极方程式？（1）按照负极失去电子发身氧化反24稀硫酸稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+Zn2e-=Zn2+总反应：总反应：2H+2e-=H2Zn+2H+=Zn2+H2（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）锌片：锌片：铜片：铜片：Cu-Zn原电池：原电池：负极：负极：正极：正极：稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+Zn2e-=Zn25写出电极反应和总反应方程式写出电极反应和总反应方程式ZnZnCuCu硫酸铜硫酸铜FeFeCuCu稀硫酸稀硫酸负极：负极：Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+正极：正极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2总反应：总反应：Fe+2HFe+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2正极：正极：CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu负极：负极：Zn-2eZn-2e-=Fe=Fe2+2+总反应：总反应：Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu写出电极反应和总反应方程式ZnCu硫酸铜FeCu稀硫酸负极：26下课27