化学必修二化学能与电能

《化学必修二化学能与电能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学必修二化学能与电能（27页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第 二 节 化 学 能 与 电 能 能 源 ：流 水 风 力 石 油天 然 气 蒸 汽电 力 原 煤 能 源 的 分 类 ：直 接 从 自 然 界 取 得 的 能 源 。 一 次 能 源 经 过 加 工 、 转 换 得 到 的 能 源 。如 ： 风 力 、 原 煤 、 天 然 气 、 石 油 、 流 水 。如 ： 电 力 ， 蒸 汽 。 一 次 能 源 ：二 次 能 源 ： 一 、 化 学 能 与 电 能 的 转 化 ：（ 一 ） 火 力 发 电 ： 火 电 站 工 作 原 理 示 意 图化 学 能 燃 烧 热 能 蒸 汽 机 械 能 发 电 机 电 能 火力发电有什么优点和缺点 我 国 煤

2、炭 资 源 丰 富 ， 廉 价 方 便存在优点 电 能 清 洁 安 全快 捷 方 便 、 节 省 时 间存在缺点 煤 炭 资 源 毕 竟 有 限 、 非 可 再 生排 出 大 量 温 室 效 应 气 体可 能 导 致 酸 雨 并 且 有 废 气能 量 转 化 效 率 低有 一 定 局 限 性问 ： 如 何 把 化 学 能 直 接 转 化 为 电 能 呢 ？思 考 与 交 流 【 实 验 一 】 分 别 把 锌 片 和 铜 片 插入 到 稀 H2SO4中 ,观 察 现 象 。锌 片 ： 产 生 大 量 的 气 泡铜 片 ： 无 明 显 现 象【 实 验 二 】 再 用 导 线 把 锌 片 和 铜

3、 片 连 接 起 来 ，观 察 铜 片 上 有 无 气 泡 产 生 ？在 导 线 中 间 接 入 一 个 电 流表 ， 观 察 电 流 表 的 指 针 是否 偏 转 ? 铜 片 ： 产 生 气 泡电 流 表 的 指 针 发 生 偏 转 （ 二 ） 原 电 池1.概 念 ： 将 化 学 能 直 接 转 变 为 电 能 的 装 置AZn CuSO 42 H+H+ 正 极负 极 eI 2.原 电 池 的 电 极 反 应 ：锌 片 ：铜 片 ： Zn - 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2 电 池 反 应 ： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2氧 化 反 应还 原 反 应（ 总

4、反 应 ）(负 极 )(正 极 ) 3.原 电 池 工 作 原 理 ：Zn(还 原 剂 ） 失 去 电 子 (氧 化 反应 ） ， 经 过 导 线 传 给 H+(氧 化 剂 ）H+得 电 子 （ 还 原 反 应 ） ， 氧 化 反应 和 还 原 反 应 分 别 在 两 极 完 成 。4.原 电 池 化 学 反 应 本 质 ：氧 化 还 原 反 应实 现 了 由 化 学 能 到 电 能 的 转 化 。 （ 可 以 ） （ 可 以 ） （ 不 可 以 ）第 一 组 实 验探 究 形 成 原 电 池 的 条 件 ： 第 二 组 实 验（ 可 以 ） （ 不 可 以 ）第 三 组 实 验（ 可 以 ）

5、 （ 不 可 以 ） 5.形 成 原 电 池 的 条 件 ： 闭 合 回 路 。 两 种 活 泼 性 不 同 的 金 属 （ 或 一 种 金 属 和 另一 种 非 金 属 导 体 如 ： 碳 棒 ） 构 成 电 极 。 电 解 质 溶 液 。 1.判 断 下 列 哪 些 装 置 构 成 了 原 电 池 ？ 若 不 是 ， 请 说 明 理由 ； 若 是 ， 请 指 出 正 负 极 名 称 ， 并 写 出 电 极 反 应 式 .( ) 2H +2e- H2负 极 ：总 反 应 ：正 极 ： Zn 2e- Zn2+Zn+2H+ Zn2+H2 练 习 ： ( ) 2.请 同 学 们 根 据 原 电 池

6、 的 原 理 ， 指 出 下 列 原电 池 的 正 极 与 负 极 分 别 是 什 么 ？ 写 出 电 极 反应 式 和 总 反 应 方 程 式 。 判 断 原 电 池 正 、 负 极 的 方 法【 归 纳 小 结 】电 子 流 动 方 向 是 由 负 极 流 向 正 极 。 负 极 :活 泼 的 金 属 , 失 电 子 ， 发 生 氧 化 反 应（ 一 般 是 负 极 本 身 失 电 子 ） 正 极 :活 泼 性 较 弱 的 金 属 （ 或 导 电 的 非 金 属 ） ，得 电 子 ,发 生 还 原 反 应 。(一 般 是 溶 液 中 阳 离 子 在 正 极 上 得 电 子 )但 也 可 能

7、 是 O2在 正 极 上 得电 子 或 正 极 本 身 得 电 子 氢 氧 燃 料 电 池 电 流 是 由 正 极 流 向 负 极 ； 正 极 ：负 极 ：总 反 应 ： Fe 2e - Fe2+2Ag+2e- 2AgFe + 2Ag+ = Fe2+ + 2Ag3.判 断 下 面 装 置 是 否 可 以 组 成 原 电 池 ， 如 果可 以 请 写 出 电 极 反 应 和 总 反 应 。 练 习 1： Zn片 ,Ag片 ,AgNO3溶 液 为 组 装 材 料 ， 设计 原 电 池 。设 计 原 电 池 ： 利 用 下 述 反 应 ： 2FeCl3+Fe=3FeCl2设 计 一 个原 电 池 装

8、 置 。 画 出 装 置 图 ； 标 明 电 极 材 料 和电 解 质 溶 液 ； 写 出 电 极 反 应 式 。 负 极 （ Fe):2Fe - 2e- = Fe2+正 极 （ C): 2Fe3+2e- = 2Fe2+练 习 2: （ 先 写 出 离 子 反 应 ） 二 、 发 展 中 的 化 学 电 源 ：干 电 池 碱 性 电 池蓄 电 池锂 电 池 1.干 电 池 ： （ 一 次 性 电 池 ， 不 可 逆 ）最 早 使 用 的 化 学 电 池 是 锌 锰 电 池正 极 ： 碳 棒负 极 ： 锌 筒负 极 反 应 ： Zn-2e-=Zn2+电 解 质 ： 糊 状 NH4ClNH4Cl显

9、 酸 性 ， 会 腐 蚀 锌 筒 。为 了 充 分 有 效 地 利 用 锌 锰 电 池 ， 用 KOH代 替 NH 4Cl，制 成 了 碱 性 电 池 ， 能 提 高 性 能 ， 延 长 寿 命 2.充 电 电 池 (又 称 二 次 电 池 )在 放 电 时 所 进 行 的 氧 化 还 原 反 应 ， 在 充 电 时 又 逆 向 进 行 ，使 生 成 物 恢 复 原 状 ， 如 此 充 放 电 可 循 环 进 行 。化 学 能 电 能放 电充 电充 电 电 池 是 两 极 都 参 加 反 应 的 电 池 。 它 们 的 负 极 是 较 活泼 的 金 属 ， 正 极 一 般 是 金 属 氧 化

10、物 。 （ 1） 铅 蓄 电 池 ： Pb + SO42- -2e- = PbSO4 PbO2 +4H+ + SO42- +2e- = PbSO4 +2H2O负 极 ：正 极 ： 请 写 出 总 反 应 式 ： 负 极正 极 电 解 质 溶 液最 早 使 用 的 充 电 电 池PbO 2 + 2H2SO4 + Pb 2PbSO4 + 2H2O放 电充 电 （ 2） 镍 镉 碱 性 蓄 电 池 ：负 极 ： Cd正 极 ： NiO(OH)电 解 质 ： KOHCd是 致 癌 物 质 ， 废 弃 镍 镉 电池 如 不 回 收 会 污 染 环 境 镍 镉 碱 性 蓄 电 池锂 电 池（ 3） 绿 色

11、 电 池 ： 锂 离 子 电 池特 点 ： 高 能 电 池 ， 电 压 高 ， 质 量 轻 ，贮 存 时 间 长 等 。用 途 ： 电 脑 、 手 表 、 心 脏 起 搏 器 等 。锂 是 密 度 最 小 的 金 属 ， 活 泼 性 很 强 3 燃 料 电 池 ：工 作 原 理 ： 将 燃 料 和 氧 化 剂（ O2） 反 应 ， 放 出 化 学 能 直接 转 化 为 电 能 。氢 氧 燃 料 电 池 ：是 以 H2为 燃 料 ， 产 物 为 H2O的 一 种 高 效 低 污 染 的新 型 电 池 ， 主 要 用 于 航 天 领 域 。它 的 电 极 材 料 一 般 为 铂 电 极 和 活 性

12、 炭 电 极 （ 两 极均 不 参 加 反 应 ） ， 而 是 由 外 设 备 提 供 燃 料 和 氧 化剂 ， 反 应 时 H 2从 负 极 进 入 ， O2从 正 极 进 入 ， 电 解质 溶 液 一 般 为 40%的 KOH溶 液 或 稀 硫 酸 溶 液 。 负 极 ：正 极 ：放 电 总 反 应 式 ： （ 1） 当 电 解 质 溶 液 为 稀 H2SO42H2 - 4e-=4H+ O2+ 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 + O2 = 2H2O负 极 ： 2H2 +4OH- - 4e-=4H2OO2+2H2O+ 4e-= 4OH- 2H 2 + O2 = 2H2O (2)当 电 解 质 溶 液 为 KOH溶 液 ：放 电 总 反 应 式 ： 正 极 ： 甲 烷 燃 料 电 池碱 性 条 件 下 ：负 极 ： CH4 + 10OH - - 8e- = CO32- + 7H2O 正 极 ： 2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH- 总 反 应 ： CH4 + 2O2+2KOH = K2CO3+3H2O CH4 - O2 - 电 解 质 溶 液 ： KOH 酸 性 介 质 下 ：负 极 ： CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ 正 极 ： 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O 总 反 应 ： 2O2 + CH4 = 2H2O + CO2