化学能与电能

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1、一次能源：一次能源： 从自然界中直接取得的能源如从自然界中直接取得的能源如: :煤煤, ,石油石油, , 天然气等。天然气等。二次能源：二次能源： 经一次能源加工转移得到的能源经一次能源加工转移得到的能源。电能电能又称电力（二次能源）又称电力（二次能源）干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池形形色色的电池形形色色的电池新型绿色环保燃料电池车863-燃料电池公共汽车燃料电池公共汽车1、火力发电原理及过程、火力发电原理及过程化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机能否将化学能直接转化为电能？能否将化学能直接转化为电能？第二节第二节 化学能与电能化学能与电能实验探究实验探

2、究实验操作实验操作现象现象结论或解释结论或解释 锌片上有气泡锌片上有气泡铜片上无气泡铜片上无气泡铜与稀硫酸不反应铜与稀硫酸不反应铜片上有气泡铜片上有气泡? ?电流计指针偏转电流计指针偏转导线中有电流通过导线中有电流通过锌与稀硫酸反应锌与稀硫酸反应Cue-:Zne-:Zn片片 导线导线 铜片铜片化学能转变为电能的装置化学能转变为电能的装置（1）原电池定义：）原电池定义： （2）原电池的工作原理：）原电池的工作原理： 电极电极电极材料电极材料电极反应电极反应反应类型反应类型总反应总反应锌片锌片 Zn - - 2e- - = Zn2+ 氧化反应氧化反应 铜片铜片 2H+ + 2e- - = H2 还

3、原反应还原反应 电子由锌片经外电路流向铜片电子由锌片经外电路流向铜片 负极负极 正极正极 Zn+2H+=Zn2+ H2（负极（负极正极）正极）电子流向：电子流向：自发的氧化还原反应得电子与失电子在自发的氧化还原反应得电子与失电子在空间上分离空间上分离 负极上负极上还原性较强的物质还原性较强的物质失去电子失去电子发生发生氧化反应氧化反应， 电子从负极经外电路流向正极，电子从负极经外电路流向正极， 正极上正极上氧化性较强的物质氧化性较强的物质得到电子得到电子发生发生还原反应还原反应。稀稀 硫硫 酸酸e-e-e-H+SO42-G 两极均插入电解质溶液；两极均插入电解质溶液； 两极相连形成闭合电路。两

4、极相连形成闭合电路。 如：两种金属，金属与非金属导体如：两种金属，金属与非金属导体（或传导离子的介质）（或传导离子的介质） 一个自发的氧化还原反应。一个自发的氧化还原反应。 （3）组成原电池的条件：）组成原电池的条件： 活动性有差异的两种导体作电极；活动性有差异的两种导体作电极； （4）能量变化：自发）能量变化：自发 地把化学能转化为电能。地把化学能转化为电能。 一般说来，能自发进行的氧化还原反应理论上都一般说来，能自发进行的氧化还原反应理论上都可以设计成原电池。可以设计成原电池。科学探究科学探究水果电池水果电池? ?如果改变装置中的某一部分，还能形成原电池吗如果改变装置中的某一部分，还能形成

5、原电池吗 FeCuZnCGFeFeGZnCuGG原则：原则：电子不下水，离子不上岸电子不下水，离子不上岸如何形成原电池？如何形成原电池？某原电池的总反应方程式为某原电池的总反应方程式为2Fe3+Fe3Fe2+，不能实现该反应的原电池是（不能实现该反应的原电池是（ ）A、正极为、正极为Cu，负极为，负极为Fe，电解质溶液为，电解质溶液为FeCl3溶液溶液B、正极为石墨，负极为、正极为石墨，负极为Fe，电解质溶液为，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液溶液C、正极为、正极为Fe，负极为，负极为Zn，电解质溶液为，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液溶液D、正极为、正极为Ag，负极为，负极为Fe，电解质溶

6、液为，电解质溶液为CuSO4溶液溶液C、D练习：练习：原电池的总式、两级判断、电极反应式的书原电池的总式、两级判断、电极反应式的书写规律写规律 思考：思考：总式：总式：断开外电路，自发的氧化还原反应断开外电路，自发的氧化还原反应正负极判断：正负极判断：1、根据组成原电池的电极材料判断：一般是活泼金属作负、根据组成原电池的电极材料判断：一般是活泼金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。2、根据电流方向和电子流向判断。、根据电流方向和电子流向判断。3、根据内电路离子的定向移动方向判断。、根据内电路离子的定向移动方向判断。4、根据电池两极发生的

7、变化来判断（氧化或还原）、根据电池两极发生的变化来判断（氧化或还原）5、根据现象判断：溶解的为负极，增重或有气泡放出的为、根据现象判断：溶解的为负极，增重或有气泡放出的为正极。正极。6、根据指针偏转方向判断（偏向正极）、根据指针偏转方向判断（偏向正极）电化学中电极反应式的书写技巧电化学中电极反应式的书写技巧复习：氧化还原反应（本质：电子在反应物之间的转移）氧化还原反应（本质：电子在反应物之间的转移）一、原电池中电极反应式的书写一、原电池中电极反应式的书写先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。 两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证电极产物在电解质溶液的环境中

8、，应稳定存在。列物质列物质标得失标得失看环境看环境配守恒配守恒两式相加两式相加验总式验总式1、列物质，标得失 若两电极为金属电极，根据金属的活泼性判断出正负极。负极:失电子（发生氧化反应），生成阳离子， 考虑该阳离子是否与电解质溶液反应。正极:溶液中阳离子得电子（发生还原反应）。再找出得失电子的数量。2、看环境 配守恒 负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式； 如：碱性介质中生成的H+ 应让其结合OH- 生成水。 电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒，得失电子守恒等加以配平。3、两式相加验总式 正负极反应式相加得到电池反应的总反应式

9、。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的书写电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。 引申：引申：MgAlNaOHNaOHGFeCu浓浓HNOHNO3 3G练习练习1：用铜、银和硝酸银溶液组成一个原电池，该：用铜、银和硝酸银溶液组成一个原电池，该原电池的负极是原电池的负极是_，正极是，正极是_，电池总反应式电池总反应式_负极反应式是负极反应式是_正极反应式是正极反应式是_练习：练习：2将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸 中一段时间，以下叙述正确的是中一段时间，以下叙述正

10、确的是( )A两烧杯中铜片表面均无气泡产生两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C两烧杯中溶液的两烧杯中溶液的pH均增大均增大D产生气泡的速度甲比乙慢产生气泡的速度甲比乙慢原电池的应用原电池可以大大加快氧化还原原电池可以大大加快氧化还原反应的速率。反应的速率。可以比较金属的活动性强弱可以比较金属的活动性强弱思考：思考：1、要加快铁与稀盐酸的反应速率，可采取哪些方法？、要加快铁与稀盐酸的反应速率，可采取哪些方法？2、甲图，当导线中有、甲图，当导线中有1mol电子转移时，锌片的质量变电子转移时，锌片的质量变化多少？铜片上产生气体多少升？（标况）

11、化多少？铜片上产生气体多少升？（标况）3、A、B、C、D五种金属可按如下方式组成原电池：五种金属可按如下方式组成原电池：A与与B和和CuSO4溶液组成原电池后，溶液组成原电池后， B极上附一层红色的铜。极上附一层红色的铜。B、C和和CuSO4溶液组成原电池时，溶液组成原电池时， B的质量逐渐减轻。的质量逐渐减轻。A、D与与CuSO4溶液组成原电池后，溶液组成原电池后， 电子由电子由D极经导线流向极经导线流向A极。极。D、E与稀酸组成原电池后，在与稀酸组成原电池后，在D极有大量气泡产生。极有大量气泡产生。则五种金属的活动性由强到弱的顺序是则五种金属的活动性由强到弱的顺序是 。EDABC 4、将、

12、将a、b和和c溶液按图所示组装，工作一段时间，溶液按图所示组装，工作一段时间，a变粗，变粗，b变细，则构成变细，则构成a、b、c的物质可能是的物质可能是( )CD是原电池吗？是原电池吗？负极：负极：正极：正极：总反应总反应：DD2、用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的、用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的反应是反应是( ) A.2H+2e- = H2 B.Zn-2e- = Zn2+ C.2H2O+4e-+O2 = 4OH- D.Ag+e- = Ag 1、根据、根据Zn+Cu2+ = Zn2+Cu的反应原理设计一个原电池，当的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是为负极时，正极可以选用的金属材料是( ) A.镁镁 B.石墨石墨 C.铝铝 D.铅铅D