【化学】22化学能与电能（人教版必修2）课件1

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1、 第 二 节 化 学 能 与 电 能第一课时原电池 【思考与交流】化学反应不仅有新物质生成，同时还伴随着能量的变化，但这种能量的变化通常以热能形式表现出来，那么有没有以电能形式表现出来的时候呢，试举例说明。水 电 17.6% 其 他 1.2%2001年 我 国 发 电 总 量 构 成 图火力81.2% 【火力发电原理及过程】思 考 ： 火 力 发 电 的 过 程 能 量 是 怎 样 转 化 的 ？ 化 学 能（ 燃 料 ） 燃 烧 热能 蒸 汽 机 械 能（ 涡 轮 机 ） 发 电 机 电能 思考：火力发电有什么缺点？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

2、转换，能量损耗大，燃料的 利用率低直接？ 将 铜 片 和 锌 片 分 别 插 入 稀 硫酸 溶 液 中 ， 观 察 现 象 并 解 释 原 因 。实 验 2一 4 稀 H2SO4Zn Cu 现 象 ：解 释 ： Zn片 上 有 气 泡（ H2） ， Zn片 逐 溶 解 ；Cu片 无 明 显 现 象 。Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 将 铜 片 和 锌 片 用 导 线 连 接 插入 稀 硫 酸 溶 液 中 ， 观 察 现 象 并 解 释 原 因 。实 验 2-4 稀 H2SO4Zn Cu 现 象 ：解 释 ： Zn片 逐 渐 溶 解 但 无 气 泡 ；Cu片 上 有 气 泡 （ H2）

3、 ； 电流 计 指 针 偏 转 。？ G 【实验现象剖析】 Zn片 逐 渐 溶 解 但 无 气 泡 ；Cu片 上 有 气 泡 （ H2） ；电 流 计 指 针 偏 转 。 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 。Zn 比 Cu活 泼 ， 用 导 线 连 在 一 起 时 ， Zn片 失去 的 电 子 （ Zn 2e = Zn2+） 变 成 Zn2+进 入溶 液 ， 电 子 经 导 线 流 向 Cu片 ， 溶 液 中 的 H 由 于 电 场 作 用 下 移 向 Cu片 得 电 子 被 还 原 成 H2（ 2H+ 2e = H2 ）

4、整个装置能量是怎样转化的？ 一 、 原 电 池1.定 义 ：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池电源2.正 负 极 ： + -负极：电 子 流 进 （ 或 电 流 流 出 ） 的 一 极正极：电 子 流 出 （ 或 电 流 流 进 ） 的 一 极 一 、 原 电 池3.电 极 反 应 ：电极材料原电池正负极电极反应式发生的反应Zn片Cu片电极总离子反应负 极正 极 Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2 氧 化 反 应还 原 反 应Zn+2H+=Zn2+H2 （ 两 个 电 极 反 应 之 和 ）小 结 ：负极失去电子的一极氧化反应活性强正极得到电子的一极还原反应活性弱 e-e- e-

5、_外电路：内电路：阳离子正极阴离子负极负极正极e-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一 、 原 电 池4.工 作 原 理 ：正极负极 H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) Zn Cu负极( ): .正极( ): .总反应式: .负极( ): .正极( ): .总反应式: .课堂练习：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式. Ag FeI e- e- IFeAg Fe2e - =Fe 2+2H+2e - =H2Fe+2H+ = Fe 2+ +H2 ZnCu Zn2e - =Zn2+ Cu2+ +2e - =CuZn+Cu2+ = Z

6、n2 + Cu 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一 、 原 电 池组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器构成条件猜想：电 极 有 关 -相 同 的 电 极 材 料导 线 有 关 -切 断 导 线电 解 质 溶 液 有 关 -非 电 解 质 不可结 论 ：有两种活动性不同的金属作电极 有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极其 中 :较活泼的金属作负极较不活泼的金属、石墨等作正极可以结 论 ： 结 论 ：整个装置构成闭合电路不可 结 论 ：电极材料均浸入的是电解质溶液不可 结 论 ：一个自发进行的氧化还原反应 u不可 一 、 原 电 池5.原

7、 电 池 的 形 成 条 件 ：两极一液一连线 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极 其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）；特殊AI-Mg-NaOH是Al作负极Fe-Cu-HNO 3（浓）是Cu作负极 电解质溶液 形成闭合回路 能自发地发生氧化还原反应酒精、蔗糖、四氯化碳不行 AA AA A AZn Cu Fe C(石墨) Zn CuZn Zn Fe Cu Si C(石墨) 稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C DZn CuA稀H2SO4 酒精 稀H2SO4 E F G H

8、 1. 2.某 金 属 能 跟 稀 盐 酸 作 用 放 出 氢 气 ， 该 金 属与 锌 组 成 原 电 池 时 ， 锌 为 负 极 ， 此 金 属 是 ( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.由 铜 锌 和 稀 硫 酸 组 成 的 原 电 池 工 作 时 ，电 解 质 溶 液 的 PH( )A.不 B.先 变 大 后 变 小 C逐 渐 变 大 D.逐 渐 变 小C 4.如 图 装 置 ， 电 流 表 G发 生 偏 转 ， 同 时 A极 逐渐 变 粗 ， B极 逐 渐 变 细 ， C为 电 解 质 溶 液 ， 则 A、B、 C应 是 下 列 各 组 中 的 哪 一 组 （ ） A、 A

9、是 锌 ， B是 铜 ， C为 稀 H2SO4 B、 A是 铜 ， B是 锌 ， C为 稀 硫 酸 C、 A是 铁 ， B是 银 ， C为 AgNO3溶 液 D、 A是 Ag， B是 铁 ， C为 AgNO3溶 液 A CA BD 5.把 a、 b、 c、 d四 块 金 属 片 浸 入 稀 硫 酸 中 ， 用导 线 两 两 相 连 组 成 原 电 池 。 若 a、 b相 连 时 ， a为负 极 ； c、 d相 连 时 ， 电 流 由 d到 c； a、 c相 连 时 ，c极 上 产 生 大 量 气 泡 ， b、 d相 连 时 ， b上 有 大 量气 泡 产 生 ， 则 四 种 金 属 的 活 动

10、 性 顺 序 由 强 到 弱的 为 ( ) A a b c d B a c d b C c a b d D b d c a 判 断 原 电 池 正 、 负 极 的 方 法1、 由 组 成 原 电 池 的 两 极 材 料 判 断 ：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2、 根 据 电 流 方 向 或 电 子 流 动 方 向 判 断 ：电 子 流 出 的 一 极 是 负 极 ， 电 子 流 进 的 一 极 是 正 极4、 根 据 原 电 池 两 极 发 生 的 变 化 来 判 断 ：发 生 氧 化 反 应 的 是 负

11、极 ， 发 生 还 原 反 应 的 是 正 极5、 电 极 反 应 现 象 ： 不 断 溶 解 ， 质 量 减 少 为 负 极 ； 有 气 体 产 生 ,或 质 量 增 加 或不 变 为 正 极3、 根 据 内 电 路 离 子 移 动 的 方 向 判 断 ：阳 离 子 移 向 的 一 极 为 正 极 ， 阴 离 子 移 向 的 为 负 极 制作化学电源加快反应速率： 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。 钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀一 、 原 电 池6.原

12、 电 池 原 理 的 应 用 ： 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下 部分，装有一定数量的锌块，请解释原 因。原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。 空 气 电 池锂 电 池 (1)干电池的构造是什么样的?(2)干电池的负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(3)干电池使用久了会发生什么现象?思考题 (4)什么叫做充电电池?铅蓄电池的构造是什么样的?(5)铅蓄电池负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(6)废旧电池是否应该回收?为什么? 上 图 是 锌 锰 干 电 池负极:Zn- 2e- =Zn2+

13、正极(C):2NH4+ 2e- =2NH3+2H2 体 积 小 、 性 能 好 的 碱 性 锌 锰 电 池 应 运而 生 。 这 类 电 池 的 重 要 特 征 是 电 解 液 由 原 来的 中 性 变 为 离 子 导 电 性 更 好 的 碱 性 ， 负 极 也 由锌 片 改 为 锌 粉 ， 反 应 面 积 成 倍 增 长 ， 使 放 电 电流 大 幅 度 提 高 。 铅 蓄 电 池 负极:Pb+SO42-2e-=PbSO4正极:PbO2+4H+SO42- +2e-=PbSO4+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4= PbSO4+2H2O放电 锂 电 池 锂 是 密 度 最 小 的 金 属 ， 用 锂 作 为 电池 的 负 极 ， 跟 用 相 同 质 量 的 其 他 金 属 作负 极 相 比 较 ， 使 用 寿 命 大 大 延 长 。 新 型 燃 料 电 池 燃 料 电 池 不 是 把 还 原 剂 、 氧 化 剂 物 质 全部 贮 藏 在 电 池 内 ， 而 是 在 工 作 时 ， 不 断 从 外界 输 入 ， 同 时 将 电 极 反 应 产 物 不 断 排 出 电 池负极:2H24e- +4OH- =4H2O正极:O2+2H2O+4e- =4OH-总反应:2H2+O2=2H2O电极:多孔镍 电解质:KOH