化學(xué)能與電能

1、1. 初步了解原電池的概念、原理、組成。初步了解原電池的概念、原理、組成。2. 通過實驗探究從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)通過實驗探究從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及原電池的構(gòu)成條件。能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)及原電池的構(gòu)成條件。學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)： 電能是現(xiàn)代社會電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的最方便、污染最小的一種一種二次能源二次能源，又稱，又稱為電力。為電力。估計在估計在2050年火電仍居首位年火電仍居首位1. 火力發(fā)電的原理分析?；鹆Πl(fā)電的原理分析。1. 火力發(fā)電的原理分析。火力發(fā)電的原理分析。 化學(xué)能化學(xué)能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機發(fā)電機1. 火力發(fā)電的原理

2、分析?；鹆Πl(fā)電的原理分析。電能電能機械能機械能熱能熱能a.排出大量的溫排出大量的溫室效應(yīng)氣體室效應(yīng)氣體.b.有有廢氣可能導(dǎo)致酸廢氣可能導(dǎo)致酸雨雨c.廢料廢水廢料廢水d.儲儲量有限量有限e.能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換效率低效率低a.a.我國煤炭資源我國煤炭資源豐富豐富, ,廉價方便廉價方便. .b.b.電能清潔安全電能清潔安全, ,又快捷方便又快捷方便. .思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些 利與弊，你會如何應(yīng)對呢？利與弊，你會如何應(yīng)對呢？思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些 利與弊，你會如何應(yīng)對呢？利與弊，你會如何應(yīng)對呢？a. 改進火力發(fā)

3、電改進火力發(fā)電思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些 利與弊，你會如何應(yīng)對呢？利與弊，你會如何應(yīng)對呢？a. 改進火力發(fā)電改進火力發(fā)電b. 研究新的發(fā)電方式研究新的發(fā)電方式思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些 利與弊，你會如何應(yīng)對呢？利與弊，你會如何應(yīng)對呢？a. 改進火力發(fā)電改進火力發(fā)電b. 研究新的發(fā)電方式研究新的發(fā)電方式 方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。就像電池。其好處就是減少化為電能。就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費能源，更方

4、便。不浪費能源，更方便。生活中的電池生活中的電池普通干電池普通干電池手機電池手機電池鈕扣電池鈕扣電池筆記本電腦筆記本電腦 專用電池專用電池 攝像機攝像機專用電池專用電池 “神六神六”用用太陽能電池太陽能電池化學(xué)能化學(xué)能 能否直接轉(zhuǎn)化為能否直接轉(zhuǎn)化為電能？電能？1. 電流是怎樣形成的？電流是怎樣形成的？化學(xué)能化學(xué)能 能否直接轉(zhuǎn)化為能否直接轉(zhuǎn)化為電能？電能？1. 電流是怎樣形成的？電流是怎樣形成的？化學(xué)能化學(xué)能 能否直接轉(zhuǎn)化為能否直接轉(zhuǎn)化為2. 氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，為何氧化劑與還原劑直接反應(yīng)時沒有電流形為何氧化劑與還原劑直接反應(yīng)時沒有電流形成？根據(jù)電

5、流形成的原理，你能否設(shè)計出將成？根據(jù)電流形成的原理，你能否設(shè)計出將氧化還原反應(yīng)過程的電子轉(zhuǎn)移形成電流的方氧化還原反應(yīng)過程的電子轉(zhuǎn)移形成電流的方案？案？電能？電能？1. 電流是怎樣形成的？電流是怎樣形成的？提示：提示：怎樣才能使氧化還原反應(yīng)中怎樣才能使氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移定向移動？的電子轉(zhuǎn)移定向移動？化學(xué)能化學(xué)能 能否直接轉(zhuǎn)化為能否直接轉(zhuǎn)化為2. 氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，為何氧化劑與還原劑直接反應(yīng)時沒有電流形為何氧化劑與還原劑直接反應(yīng)時沒有電流形成？根據(jù)電流形成的原理，你能否設(shè)計出將成？根據(jù)電流形成的原理，你能否設(shè)計出將氧化還原反應(yīng)過程的電子轉(zhuǎn)移形

6、成電流的方氧化還原反應(yīng)過程的電子轉(zhuǎn)移形成電流的方案？案？電能？電能？CuZnH2SO4在在鋅片表面鋅片表面有氣泡有氣泡銅片表面沒有氣泡銅片表面沒有氣泡實驗探究實驗探究請你先預(yù)測下列實驗的現(xiàn)象，再動手請你先預(yù)測下列實驗的現(xiàn)象，再動手實驗，觀察現(xiàn)象。實驗，觀察現(xiàn)象。CuZnH2SO4銅片表面銅片表面電流計指針偏轉(zhuǎn)電流計指針偏轉(zhuǎn)A 離子方程式離子方程式思考問題思考問題尋找答案尋找答案你對問題你對問題3 3的想法的想法ZnCu鋅表面有氣泡鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象1.1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？2.Zn2.Zn是通過

7、什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中H H+ +的？的？3.3.什么方法可使什么方法可使ZnZn與與H H+ +分開，不讓分開，不讓H H+ +直接在直接在ZnZn表表 面得電子？面得電子？實驗組一實驗組一實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 離子方程式離子方程式思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內(nèi)交流組內(nèi)交流 列出想法列出想法 演示探究演示探究實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象CuCu起傳導(dǎo)電子的作用。起傳導(dǎo)電子的作用。可用電流表測電流及方向?？捎秒娏鞅頊y電流及方向。Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2ZnCu大量

8、氣泡從銅大量氣泡從銅片逸出，鋅片片逸出，鋅片部分溶解部分溶解1.H1.H+ +得到的電子是得到的電子是CuCu失去的嗎？失去的嗎？2.2.在這個過程中在這個過程中CuCu起什么作用？起什么作用？3.3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？ 解釋實驗現(xiàn)象解釋實驗現(xiàn)象思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內(nèi)交流組內(nèi)交流 列出想法列出想法演示探究演示探究實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.1.電子從電子從ZnZn到到H H+ +經(jīng)歷了哪些途徑？經(jīng)歷了哪些途徑？2.2.你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，鋅表面無

9、氣泡，銅表面有氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由電子由Zn 導(dǎo)線導(dǎo)線 銅片銅片 H+ 定向移動定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)ZnCu負(fù)極負(fù)極正極正極Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2還原劑還原劑(Zn)失去電失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑氧化劑(H+)在銅極上在銅極上得到電子，發(fā)生還得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)原反應(yīng)電子從鋅片流出電子從鋅片流出流入銅片流入銅片經(jīng)外電路經(jīng)外電路H+Zn2+SO42-電流方向電流方向電流方向：正極電流方向：正極 負(fù)極負(fù)極 外外電電路路 陽離子陽離子:移向正極移向正極 陰離子移向負(fù)極

10、陰離子移向負(fù)極 電極電極材料材料現(xiàn)象現(xiàn)象電子電子得失得失電極反應(yīng)電極反應(yīng)原電池的電極原電池的電極Zn片片Cu片片總的離子反應(yīng)方程式總的離子反應(yīng)方程式失失得得Zn2e- Zn2+2H+ 2e-H2負(fù)極負(fù)極正極正極Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有氣有氣體產(chǎn)體產(chǎn)生生Zn片片溶解溶解第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）

11、（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組第一組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件探究形成原電池的

12、條件第二組第二組（可以）（可以）探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件第二組第二組（可以）（可以）（不可以）（不可以）探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件第二組第二組（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)形成條件二：自發(fā)的氧化還原反應(yīng);電極電極需插進電解質(zhì)溶液中需插進電解質(zhì)溶液中探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件第二組第二組第三組第三組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件第三組第三組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件（不可以）（不可以）第三組第三組探究形成原電池的條件探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（

13、不可以）（不可以）二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件1. 兩個電極兩個電極(活潑性不同活潑性不同)；二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件1. 兩個電極兩個電極(活潑性不同活潑性不同)；負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件1. 兩個電極兩個電極(活潑性不同活潑性不同)；負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等2. 電極需插進電解質(zhì)溶液中電極需插進電解質(zhì)溶液中二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件1.

14、 兩個電極兩個電極(活潑性不同活潑性不同)；負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等2. 電極需插進電解質(zhì)溶液中電極需插進電解質(zhì)溶液中3. 必須形成閉合回路必須形成閉合回路二、原電池的形成條件二、原電池的形成條件4. 自發(fā)的氧化還原反應(yīng)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)1. 兩個電極兩個電極(活潑性不同活潑性不同)；負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等2. 電極需插進電解質(zhì)溶液中電極需插進電解質(zhì)溶液中3. 必須形成閉合回路必須形成閉合回路1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是下列裝置中能組成原電池形成電

15、流的是H2SO4CuZn酒精酒精ZnH2SO4CuH2SO4CuCuH2SO4AAZnCuAA1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是下列裝置中能組成原電池形成電流的是H2SO4CuZn酒精酒精ZnH2SO4CuH2SO4CuCuH2SO4AAZnCuAA病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析你能為她開一個藥方嗎？你能為她開一個藥方嗎？你能為她開一個藥方嗎？你能為她開一個藥方嗎？練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)

16、式.練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)

17、式.()()()練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()負(fù)極：負(fù)極：練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()負(fù)極：負(fù)極： Zn2e-Zn2+練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由

18、；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：Zn2e-Zn2+練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：Zn2e-Zn2+練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()

19、2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極：正極：Zn2e-Zn2+練練習(xí)習(xí)1. 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()2H+2e-H2負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極：正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()負(fù)極：負(fù)極：()負(fù)極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：Zn2e-Zn2+()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn

20、2+2H+2e-H2()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+

21、Zn2+H2Fe2e-Fe2+()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-Cu()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+Cu()()負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-C

22、uFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4書寫電極反應(yīng)式，注意幾點：書寫電極反應(yīng)式，注意幾點： （1）電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子）電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)式的一切規(guī)則；反應(yīng)式的一切規(guī)則；（2）負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物、正極得電子）負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物、正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)；所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)；(3)兩極電極反應(yīng)式中的電子得失數(shù)目（一般）兩極電極反應(yīng)式中的電子得失數(shù)目（一般）保持相等。保持相等。 （4）兩極反應(yīng)相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去）兩極反應(yīng)相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)得到正極反應(yīng)、總反應(yīng)減去正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)得到正極反應(yīng)、總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)。得到負(fù)極反應(yīng)。 請在圖上標(biāo)出電子的流動方向和電流方向請在圖上標(biāo)出電子的流動方向和電流方向,并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式并判斷正負(fù)極，寫