高一化學(xué)必修二第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能

關(guān)于高一化學(xué)必修二第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能第一頁，共七十一頁，2022年，8月28日第二頁，共七十一頁，2022年，8月28日水電站直接從自然界取得的能源稱為一次能源第三頁，共七十一頁，2022年，8月28日

電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。第四頁，共七十一頁，2022年，8月28日火電站一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源第五頁，共七十一頁，2022年，8月28日2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖火力發(fā)電占據(jù)絕大部分什么是火力發(fā)電？火電站的工作原理如何?第六頁，共七十一頁，2022年，8月28日1,火力發(fā)電原理及過程燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)化學(xué)能熱能

機(jī)械能

電能一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第七頁，共七十一頁，2022年，8月28日

化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)火力發(fā)電的原理分析。第八頁，共七十一頁，2022年，8月28日2、火力發(fā)電的化學(xué)深層本質(zhì)分析燃燒氧化還原反應(yīng)氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移火力發(fā)電將化學(xué)能經(jīng)一系列能量轉(zhuǎn)化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過程關(guān)鍵本質(zhì)本質(zhì)引起第九頁，共七十一頁，2022年，8月28日火力發(fā)電優(yōu)點:a.我國煤炭資源豐富,廉價方便.b.電能清潔安全,又快捷方便.火力發(fā)電缺點:a.排出大量的溫室效應(yīng)氣體.b.有廢氣可能導(dǎo)致酸雨c.廢料廢水d.儲量有限e.能量轉(zhuǎn)換效率低第十頁，共七十一頁，2022年，8月28日

化學(xué)能電能

？第十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日化學(xué)能電能？（看書P35頁第二、三段，回答問題）1、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為電能。2、把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個不同區(qū)域進(jìn)行。3、需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電子從氧化劑區(qū)域流向還原劑區(qū)域。4、考慮氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的條件和環(huán)境，化學(xué)物質(zhì)的選擇。5、從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題。第十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日

離子方程式思考問題尋找答案你對問題２的想法稀H2SO4ZnCu鋅表面有氣泡產(chǎn)生，銅表面無明顯現(xiàn)象1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子演示探究實驗現(xiàn)象用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來Zn+2H+=Zn2++H2↑２.什么方法可使Zn與H+分開，不讓H+直接在Zn表面得電子？第十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日

演示探究實驗現(xiàn)象Cu起傳導(dǎo)電子的作用?？捎秒娏鞅頊y電流及方向。Zn+2H+=Zn2++H2↑稀H2SO4ZnCu大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解1.H+得到的電子是Cu失去的嗎？2.在這個過程中Cu起什么作用？3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？第十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日演示探究實驗現(xiàn)象化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？2.你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由Zn導(dǎo)線銅片H+定向移動產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)AZnCu稀H2SO4第十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日[實驗現(xiàn)象]：銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。[實驗結(jié)論]：導(dǎo)線中有電流通過第十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日二.化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.原電池的概念、前提

將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置概念:2.前提:

能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)第十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日3.原電池的工作原理能量轉(zhuǎn)變

化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移(負(fù)極失去電子經(jīng)過導(dǎo)線定向的流入正極)原電池第十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日電極材料電極反應(yīng)式發(fā)生的反應(yīng)原電池的電極Zn片Cu片總的離子反應(yīng)方程式Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑負(fù)極正極還原反應(yīng)氧化反應(yīng)第十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日失得Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑負(fù)極正極Zn+2H+＝Zn2++H2↑有氣體產(chǎn)生Zn片溶解鋅銅原電池原理負(fù)極出電子，電子回正極第二十頁，共七十一頁，2022年，8月28日

Zn2+

+

負(fù)極

正極

-

Zn

Cu電流表SO42-H+H+e-IH2第二十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日4.原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：

較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極）

氧化還原反應(yīng)第二十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日

外電路：電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，電流由負(fù)極流向正極e－5.電荷流向電流流向：負(fù)極正極第二十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日6.原電池形成條件：①兩種活潑性不同的金屬（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如“碳棒”）作電極。其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極（正極一般不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用）。

②電解質(zhì)溶液

③形成閉合電路

④能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)兩極一液一連線第二十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日試著說說原電池的構(gòu)成有什么條件？AZnCuH2SO4AZnCH2SO4AZnCu酒精ZnH2SO4ACuH2SO4**************************************************************************************************************************************************************************AZnZnH2SO4AZnCuHCl①②

③④⑤⑥

ACCuHCl第二十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日實驗探究AZnCuH2SO4AZnCH2SO4AZnZnH2SO4原電池①②電流表指針是否偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論偏轉(zhuǎn)兩極材料不同有兩種活潑性不同的金屬（或非金屬）作電極不偏轉(zhuǎn)①②第二十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日實驗探究AZnCuH2SO4AZnCu酒精AZnCuHCl原電池③④電流表指針是否偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論不偏轉(zhuǎn)溶液不同電極材料均插入電解質(zhì)溶液中偏轉(zhuǎn)③④第二十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日AZnCuH2SO4實驗探究ACCuH2SO4⑤不偏轉(zhuǎn)電極材料不同能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)第二十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日電流表指針原電池⑥組偏轉(zhuǎn)區(qū)別結(jié)論不偏轉(zhuǎn)容器不同兩極相連形成閉合回路實驗探究AZnCuH2SO4ZnH2SO4ACuH2SO4⑥

第二十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）例2條件一：有活潑性不同的兩種金屬或非金屬第三十頁，共七十一頁，2022年，8月28日（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；實驗探究形成原電池的條件第三十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）第三十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日7.如何書寫電極反應(yīng)方程式負(fù)極（鋅片）：

Zn－2e-=Zn2+負(fù)極（鋅片）：

Zn－2e-=Zn2+正極（石墨）：

2H++2e-=H2↑正極（銅片）：

Cu2++2e-=Cu總反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2↑總反應(yīng):

Zn+Cu2+=Zn2++Cu第三十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日電極反應(yīng)方程式的書寫方法負(fù)極：較活潑金屬（a）電極反應(yīng)：a-ne-=an+(氧化反應(yīng))正極：較不活潑金屬或非金屬（b）電極反應(yīng)：Cm++me-=C(還原反應(yīng))

要求書寫時，正負(fù)極得失電子數(shù)相等。第三十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日正極電極反應(yīng)式+負(fù)極電極反應(yīng)式=總反應(yīng)方程式已知其中兩個可以求第三個金屬陽離子放電順序：K+﹤Ca2+﹤Na+﹤Mg2+﹤Al3+﹤(水中氫)H+﹤Zn2+﹤Fe2+﹤Sn2+﹤Pb2+﹤(酸中氫)H+﹤Cu2+﹤Fe3+﹤Hg2+﹤Ag+第三十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日特例鎂鋁原電池硫酸作電解質(zhì)的電極反應(yīng)式是什么？還有氫氧化鈉作電解質(zhì)又怎么寫？硫酸做電解質(zhì)：

負(fù)極：Mg-2e-=Mg2+

正極：2H++2e-=H2↑

總反應(yīng)：Mg+2H+=Mg2++

H2↑NaOH做電解質(zhì)：

負(fù)極：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O

正極：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-總反應(yīng)：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+

3H2↑第三十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日Zn-Al原電池，誰做負(fù)極？第三十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日小結(jié)化學(xué)能與電能間接：直接：化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)動機(jī)電能裝置原電池概念構(gòu)成條件工作原理第三十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日8.原電池電極名稱的確定方法（1）、根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、化合物是正極。（2）、根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極練習(xí)：銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它的反應(yīng)可表示為：Ag2O+Zn+H2O＝

2Ag+2Zn(OH)2請判斷此電池中，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD第三十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日（3）、根據(jù)電子或電流流動方向（外電路）：電子從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極電流從正極流出沿導(dǎo)線流入負(fù)極ee（4）、根據(jù)離子的定向移動（內(nèi)電路）陽離子向正極移動陰離子向負(fù)極移動第四十頁，共七十一頁，2022年，8月28日（5）、根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2（負(fù)極）（在正極）

（6）、負(fù)極往往會溶解，正極往往會產(chǎn)生氣泡或者增重Fe+Cu2+=Fe2++Cu第四十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日9.原電池原理的應(yīng)用：①制作化學(xué)電源：各種電池②加快反應(yīng)速率：

例如:實驗室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。③判斷金屬活動性的強(qiáng)弱④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。

因為鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕。第四十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日鋼鐵的電化學(xué)腐蝕方程式：吸氧，析氫析氫腐蝕:

條件:水膜酸性較強(qiáng)

負(fù)極:Fe-2e-=Fe2+

正極:2H++2e-=H2↑

析氧腐蝕:

條件:水膜酸性較弱或呈中性

負(fù)極:Fe-2e-=Fe2+

正極:2H2O+O2+4e-=4OH-Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O△第四十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日10.原電池設(shè)計思路：①釋放能量的氧化還原反應(yīng)（放熱反應(yīng)）

②

通常須兩活性不同的電極

③

電解質(zhì)溶液

④

還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng)．化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化電能化學(xué)能原電池電解第四十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日第四十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日例：請根據(jù)反應(yīng):2Fe3++Fe

=3Fe2+設(shè)計原電池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe2(SO4)3第四十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日根據(jù)反應(yīng)設(shè)計原電池，你有哪些可行方案?

（2Fe3++Fe

=3Fe2+）FeCuCAgFeCl3Fe(NO3)3Fe2(SO4)3第四十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日鋅片插入稀硫酸中，被腐蝕。（化學(xué)腐蝕）鋅片在鋅,銅（稀硫酸）原電池中作為負(fù)極，也被腐蝕。（電化學(xué)腐蝕）哪個更快？原電池的負(fù)極被腐蝕得更快。分析鋅,鐵（稀硫酸）原電池中的電極反應(yīng)。你感受到作為正極，鐵被保護(hù)了嗎？原電池的金屬正極被保護(hù)。第四十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()習(xí)題一：CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4原電池的判斷第四十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日2.某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.Cu原電池的工作原理B3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的PH()A.不B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小C習(xí)題二第五十頁，共七十一頁，2022年，8月28日習(xí)題三5.一個電池反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,

該反應(yīng)的的原電池正確組合是(

)C原電池構(gòu)成條件ABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl第五十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日習(xí)題四4.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>aB利用原電池電極判斷金屬性強(qiáng)弱第五十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日

可是令她百思不解的是自從車禍后,她常常感到頭暈、頭痛、夜間失眠、心情煩躁……醫(yī)生絞盡了腦汁，格林太太的病情仍未見好轉(zhuǎn)……

一位年輕的化學(xué)家來看望格林太太時，為格林太太揭開了病因！請你當(dāng)醫(yī)生第五十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日病例分析第五十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日

你能為她開一個藥方嗎？第五十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日三、發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池第五十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日鋰電池

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。第五十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日干電池堿性電池1、干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理第五十八頁，共七十一頁，2022年，8月28日第五十九頁，共七十一頁，2022年，8月28日（1）干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理負(fù)極：Zn—2e-==Zn2+正極：2NH4++2e-==2NH3↑+H2↑Zn+

2NH4+==Zn2++2NH3↑+H2↑電池總反應(yīng)式：特點：a：一次性電池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提高性能，延長壽命第六十頁，共七十一頁，2022年，8月28日汽車用蓄電池鋰離子電池鋰離子電池：它是新一代可充電的綠色電池，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機(jī)等低功耗電器的主流。2.充電電池第六十一頁，共七十一頁，2022年，8月28日第六十二頁，共七十一頁，2022年，8月28日（2）充電電池(又稱二次電池)Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(-)(+)負(fù)極:Pb+SO42--2e-==PbSO4

Pb+PbO2+4H++2SO42-==2PbSO4+2H2O正極:PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O鉛蓄電池特點：電池總反應(yīng)式：二次電池,可再次充電使用第六十三頁，共七十一頁，2022年，8月28日鎳鉻電池

特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L）=2Ag（S）+Cd（OH）2（S）第六十四頁，共七十一頁，2022年，8月28日3.新型燃料電池

燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池高二化學(xué)氫氧燃料電池實驗視頻.mp4第六十五頁，共七十一頁，2022年，8月28日氫氧燃料電池燃料電池第六十六頁，共七十一頁，2022年，8月28日第六十七頁，共七十一頁，2022年，8月28日氫氧燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)怎么寫？

氫氧燃料電池（中性介質(zhì)）

正極：O2+2H2O+4e-==4OH-

負(fù)極：2H2-4e-==4H+

總反應(yīng)式：2H2+O2==