高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)課件化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池

高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)課件化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電池匯報人：XX20XX-02-03化學(xué)能與電能基本概念原電池工作原理及構(gòu)成條件電解池工作原理及構(gòu)成條件化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化計算新型電池技術(shù)介紹與展望實驗探究：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能實驗設(shè)計contents目錄化學(xué)能與電能基本概念01化學(xué)能是物體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時所釋放的能量，是一種很隱蔽的能量，它不能直接用來做功，只有在發(fā)生化學(xué)變化的時候才釋放出來，變成熱能或者其他形式的能量。特點化學(xué)能具有隱蔽性、不穩(wěn)定性和反應(yīng)性。它通常儲存在化合物中，需要一定的條件才能被釋放出來?；瘜W(xué)能定義及特點是指使用電以各種形式做功(即產(chǎn)生能量)的能力。電能既是一種經(jīng)濟、實用、清潔且容易控制和轉(zhuǎn)換的能源形態(tài)，又是電力部門向電力用戶提供由發(fā)、供、用三方共同保證質(zhì)量的一種特殊產(chǎn)品(它同樣具有產(chǎn)品的若干特征，如可被測量、預(yù)估、保證或改善。電能電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，例如水力發(fā)電、火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等。這些能源形式通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換裝置可以轉(zhuǎn)化為電能。產(chǎn)生方式電能定義及產(chǎn)生方式化學(xué)能與電能關(guān)系化學(xué)能與電能可以相互轉(zhuǎn)化。在化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，形成原電池；同時，電能也可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，例如電解池。化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律，即轉(zhuǎn)化過程中能量的總量保持不變。在自然界中，能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。能量轉(zhuǎn)化原理是電子的轉(zhuǎn)移。在化學(xué)反應(yīng)中，如果反應(yīng)物之間存在電子轉(zhuǎn)移，那么就可以形成電流，從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。反之，如果在外加電場的作用下，電子發(fā)生定向移動，那么就可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?；瘜W(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的實質(zhì)能量轉(zhuǎn)化原理原電池工作原理及構(gòu)成條件02原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，通過氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流。定義根據(jù)電解質(zhì)性質(zhì)，原電池可分為水系原電池和非水系原電池；根據(jù)正負(fù)極材料，可分為金屬-金屬原電池、金屬-非金屬原電池等。分類原電池定義及分類原電池工作原理基于氧化還原反應(yīng)，其中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移離子遷移氧化反應(yīng)中，電子從負(fù)極流出，經(jīng)過外部電路流向正極；還原反應(yīng)中，電子與正極上的氧化劑結(jié)合。為保持溶液電中性，電解質(zhì)中的陰、陽離子分別向正、負(fù)極遷移，形成閉合回路。030201工作原理剖析電極材料電解質(zhì)溶液閉合回路自發(fā)的氧化還原反應(yīng)構(gòu)成條件分析原電池需要兩種活潑性不同的電極材料，其中較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬作正極。原電池需要形成閉合回路，包括外部電路和內(nèi)部電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液是原電池工作的媒介，提供離子導(dǎo)電通道。原電池中的氧化還原反應(yīng)必須是自發(fā)的，即反應(yīng)能夠自發(fā)進行而不需要外界提供能量。鋅銅原電池01以鋅片為負(fù)極，銅片為正極，稀硫酸為電解質(zhì)溶液。鋅片發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子形成鋅離子；銅片上氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣。鉛蓄電池02鉛蓄電池由正極板、負(fù)極板、電解液和隔膜等組成。放電時，正極板上的二氧化鉛與電解液中的硫酸和氫離子反應(yīng)生成硫酸鉛和水；負(fù)極板上的鉛與電解液中的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和氫氣。鋰離子電池03鋰離子電池以含鋰化合物為正極材料，碳材料為負(fù)極材料，非水電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)。放電時，鋰離子從負(fù)極脫出，經(jīng)過電解質(zhì)溶液嵌入正極材料中；充電時則相反。常見原電池實例電解池工作原理及構(gòu)成條件03電解池是一種將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)在直流電作用下進行氧化還原反應(yīng)。根據(jù)電解質(zhì)種類和電極材料的不同，電解池可分為水溶液電解池、熔融鹽電解池和固體氧化物電解池等。電解池定義及分類電解池分類電解池定義電解過程在直流電作用下，電解質(zhì)溶液中的陰陽離子分別向兩極移動，并在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而實現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。電極反應(yīng)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。電極反應(yīng)的類型和速率取決于電極材料、電解質(zhì)種類和電解條件等因素。工作原理剖析提供穩(wěn)定的直流電是電解池工作的基本條件。直流電源電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)是電解池的核心部分，其種類和濃度直接影響電解效果和產(chǎn)物組成。電解質(zhì)電極材料的選擇對電解池的電極反應(yīng)和產(chǎn)物具有重要影響，常見的電極材料包括金屬、石墨、氧化物等。電極材料電解溫度、電壓、電流密度等條件對電解池的效率和產(chǎn)物質(zhì)量有重要影響。電解條件構(gòu)成條件分析如電解水制氫、電解食鹽水制燒堿等。水溶液電解池如電解熔融氯化鈉制金屬鈉、電解熔融氧化鋁制金屬鋁等。熔融鹽電解池如固體氧化物燃料電池的逆過程，可將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為燃料和氧氣。固體氧化物電解池常見電解池實例化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化計算0403考慮環(huán)境因素在計算反應(yīng)熱時，還需要考慮環(huán)境因素對反應(yīng)的影響，如溫度、壓力等。01確定反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)在計算化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化時，首先需要明確反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等。02計算反應(yīng)熱根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可以通過計算反應(yīng)物和生成物的內(nèi)能差來得到反應(yīng)熱，內(nèi)能差可以通過查表或計算得到。熱力學(xué)第一定律應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)計算實驗測定化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)可以通過實驗測定得到，常用的實驗方法有量熱計法等。理論計算除了實驗測定外，還可以通過理論計算來得到化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，常用的計算方法有鍵能法、熱力學(xué)數(shù)據(jù)法等。注意事項在計算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)時，需要注意反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量、狀態(tài)以及反應(yīng)條件等因素。電池效率是指電池輸出電能與輸入化學(xué)能之間的比值，用于評估電池的能量轉(zhuǎn)化效率。電池效率定義電池效率可以通過計算電池的輸出功率、電壓、電流等參數(shù)來得到，也可以通過測量電池在放電過程中的溫度變化來評估。計算方法電池效率受到多種因素的影響，包括電池內(nèi)部的電阻、電解質(zhì)的性質(zhì)、電極材料等。影響因素電池效率評估方法案例分析一燃料電池汽車中的能量轉(zhuǎn)化計算。在燃料電池汽車中，氫氣與氧氣在燃料電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，驅(qū)動汽車行駛。通過計算燃料電池中的反應(yīng)熱和電池效率，可以評估燃料電池汽車的能量利用情況。案例分析二鋰離子電池充放電過程中的能量轉(zhuǎn)化計算。鋰離子電池在充電過程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，在放電過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來。通過計算鋰離子電池在充放電過程中的能量轉(zhuǎn)化效率和電池內(nèi)部的電阻等參數(shù)變化，可以評估鋰離子電池的性能和使用壽命。實際應(yīng)用案例分析新型電池技術(shù)介紹與展望05優(yōu)點能量密度高、自放電小、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長等。工作原理鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作，充電時，鋰離子從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，放電時則相反。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦、電動汽車等領(lǐng)域。鋰離子電池技術(shù)123燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，其原理是電解水的逆反應(yīng)。工作原理能量轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)保無污染、燃料來源廣泛等。優(yōu)點主要應(yīng)用于汽車、船舶、分布式發(fā)電等領(lǐng)域。應(yīng)用領(lǐng)域燃料電池技術(shù)工作原理太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。優(yōu)點清潔環(huán)保、可再生、無噪音等。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽能熱水器、太陽能燈具等領(lǐng)域。太陽能電池技術(shù)電池能量密度不斷提升未來電池的能量密度將會不斷提升，以滿足電動汽車等領(lǐng)域?qū)m(xù)航里程的需求。智能化、網(wǎng)絡(luò)化成為趨勢未來電池將不僅僅是單一的儲能裝置，還將與智能化、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)相結(jié)合，形成更加智能、高效的能源系統(tǒng)。新型電池技術(shù)不斷涌現(xiàn)隨著科技的不斷發(fā)展，未來將有更多新型電池技術(shù)涌現(xiàn)，如固態(tài)電池、鎂離子電池等。未來發(fā)展趨勢預(yù)測實驗探究：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能實驗設(shè)計06實驗?zāi)康暮驮韺嶒災(zāi)康耐ㄟ^設(shè)計和實施化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實驗，探究化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化方式和效率。實驗原理利用化學(xué)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移和離子的定向移動，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。常見的化學(xué)電源如原電池、燃料電池等，都是基于這一原理工作的。2.用導(dǎo)線將銅片和鋅片連接起來，注意保持導(dǎo)線的接觸良好。3.在導(dǎo)線中間接入電流表，觀察電流表的讀數(shù)變化。4.分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。實驗器材：銅片、鋅片、導(dǎo)線、電流表、稀硫酸、燒杯、鹽橋等。實驗步驟1.將銅片和鋅片分別插入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。010402050306實驗器材和步驟VS在實驗過程中，需要記錄電流表的讀數(shù)、反應(yīng)時間、溫度等參數(shù)。為了更準(zhǔn)確地分析數(shù)據(jù)，可以采用多次測量求平均值的方法。數(shù)據(jù)處理根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可以計算出電流的大小、反應(yīng)速率等參數(shù)。同時，還可以通過繪制圖表等方式，更直觀地展示數(shù)據(jù)的變化趨勢和規(guī)律。數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄和處理方法實驗結(jié)果通過實驗，可以觀察到銅片和鋅片之間產(chǎn)生了電流，說明化學(xué)能成功地轉(zhuǎn)化為了電能。同時，還可以根據(jù)數(shù)據(jù)計算出反應(yīng)的效率和