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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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