高一化學(xué)必修化學(xué)能與電能

高一化學(xué)必修化學(xué)能與電能（一）、火力發(fā)電燃燒蒸汽發(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2頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天a.我國(guó)煤炭資源豐富,廉價(jià)方便.b.電能清潔安全,又快捷方便.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(chǔ)量有限e.能量轉(zhuǎn)換效率低火力發(fā)電優(yōu)點(diǎn)火力發(fā)電缺點(diǎn)第3頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天思考：假設(shè)你是電力工程師，面對(duì)這些巨大的浪費(fèi)，你會(huì)如何應(yīng)對(duì)呢？a、改進(jìn)火力發(fā)電

就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費(fèi)能源，更方便。b、研究新的發(fā)電方式第4頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天化學(xué)能電能？1、燃燒的本質(zhì)？2、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？3、電子是如何轉(zhuǎn)移的？燃燒是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵氧化還原反應(yīng)電子的轉(zhuǎn)移還原劑把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑第5頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)1將銅片放入稀硫酸將鋅片放入稀硫酸CuZnH2SO4在鋅片表面有氣泡銅片表面沒(méi)有氣泡實(shí)驗(yàn)探究請(qǐng)你先預(yù)測(cè)下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)2用導(dǎo)線(xiàn)將鋅片、銅片連接起來(lái)在導(dǎo)線(xiàn)中間接入一個(gè)電流表CuZnH2SO4銅片表面也出現(xiàn)氣泡電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)A第6頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天思考：判斷這個(gè)電池的正極、負(fù)極，指出電流的方向、電子的流動(dòng)方向。從微觀角度分析：在什么位置發(fā)生了什么化學(xué)變化？你能用化學(xué)語(yǔ)言表示嗎。小組討論為什么銅片上也有氣泡？

為什么電流計(jì)的指針會(huì)偏轉(zhuǎn)？第7頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天CuZnH2SO4e-負(fù)極ZnZn2+-2e-2H+H2↑+2e-鋅片銅片氧化反應(yīng)還原反應(yīng)正極總反應(yīng)式：Zn2H+Zn2+H2↑+=+得電子電子流入失電子電子流出第8頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天電極材料現(xiàn)象電子得失電極反應(yīng)原電池的電極Zn片Cu片總的離子反應(yīng)方程式失得Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑負(fù)極正極Zn+2H+

＝Zn2++H2↑有氣體產(chǎn)生Zn片溶解第9頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、原電池定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.（二）、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置“負(fù)極出電子，電子回正極”第10頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天原電池必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)必發(fā)生得電子的還原反應(yīng)

較活潑金屬→發(fā)生氧化反應(yīng)→向外線(xiàn)路提供電子→原電池的負(fù)極；較不活潑金屬（或石墨）→發(fā)生還原反應(yīng)→接受外線(xiàn)路提供的電子→原電池的正極。

第11頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天判斷原電池正、負(fù)極的方法＊由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極＊根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。＊根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷：原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。第12頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：電極材料均浸入電解質(zhì)溶液中第13頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：兩極相連形成閉合電路第14頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)探究:形成原電池的條件結(jié)論：一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)

u第15頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）第16頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天思考與交流通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)和探究，試說(shuō)明化學(xué)電池由幾部分組成，它的組成條件是什么？

2、總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件：①有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或非金屬導(dǎo)體）作電極。②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。③兩極相連形成閉合電路。④有一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)第17頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天

原電池設(shè)計(jì)思路：①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)．第18頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天1,Zn—Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).3,Zn—石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).4,Fe—Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).5,Cu—Zn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn).6,Cu—Zn與一個(gè)西紅柿(或一個(gè)蘋(píng)果)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).7,Cu—Zn與兩個(gè)西紅柿進(jìn)行實(shí)驗(yàn).8,Cu—Zn與橙汁進(jìn)行實(shí)驗(yàn).以上組合哪些可以組成原電池3,4,6,8例1第19頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天病例分析第20頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天病例分析第21頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天病例分析第22頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天

你能為她開(kāi)一個(gè)藥方嗎？第23頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)踐活動(dòng)自制電池——水果電池。如下圖：第24頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)化學(xué)能與電能(2)原電池第25頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天由以上的病例，你能的得到怎樣的啟示呢？掌握化學(xué)知識(shí)很重要如何判斷原電池，以及原電池的正負(fù)極原電池原理的應(yīng)用發(fā)展中的化學(xué)電源病例分析第26頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天根據(jù)現(xiàn)象判斷（溶解-負(fù)極；增重或有氣泡-正極）根據(jù)電極材料（活潑金屬-負(fù)極；不活潑或非金屬-正極）根據(jù)電子流向或電流方向（外電路）（電子流出，電流流入-負(fù)極；電子流入，電流流出-負(fù)極-正極）根據(jù)電極發(fā)生的反應(yīng)（氧化反應(yīng)-負(fù)極；還原反應(yīng)-正極）根據(jù)溶液中陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向（內(nèi)電路）（陰離子移向-負(fù)極；陽(yáng)離子移向-正極）如何判斷原電池，以及原電池的正負(fù)極？第27頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2010廣東理綜卷）23.銅鋅原電池（如圖9）工作時(shí)，下列敘述正確的是A

、正極反應(yīng)為：Zn—2e-=Zn2+

B、電池反應(yīng)為：Zn+Cu2+=Zn2++CU

C、在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D、鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液

解析：Zn是負(fù)極，故A錯(cuò)；電池總反應(yīng)和沒(méi)有形成原電池的氧化還原反應(yīng)相同，故B正確；根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電子由負(fù)極流向正極，故C正確；在溶液中，陽(yáng)離子往正極移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。答案：BC第28頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.下列裝置中能組成原電池的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4（三）嘗試新知，反饋鞏固，運(yùn)用新知第29頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線(xiàn)將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是3.試將下列兩個(gè)氧化還原反應(yīng)分別設(shè)計(jì)成兩個(gè)原電池⑴Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag⑵2Fe3++Fe=3Fe2+(D)(Zn∣AgNO3∣C)(Fe∣Fe2(SO4)3∣C)A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態(tài)；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；第30頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.原電池的應(yīng)用(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1：下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線(xiàn)連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）第31頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線(xiàn)兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)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第32頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天比較反應(yīng)速率⑶例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）第33頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、干電池一次電池：放電之后不能充電的電池（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的）鋅筒石墨棒負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+

鋅-錳干電池正極（石墨）：2NH4++2MnO2+2e—=2NH3↑+Mn2O3+H2OZn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O發(fā)展中的電池第34頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天

鋅-錳干電池在使用過(guò)程中，鋅會(huì)逐漸溶解，鋅外殼變薄，最后內(nèi)部的糊狀電解質(zhì)泄露出來(lái)，是電器腐蝕。

為了防止泄露，在外殼套上金屬筒或塑料筒，制成防漏電池。

為了延長(zhǎng)電池的壽命和提高性能，將內(nèi)部的NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，制成堿性鋅錳電池。發(fā)展中的電池第35頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、充電電池二次電池：氧化還原反應(yīng)在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行。鉛蓄電池負(fù)極Pb：正極PbO2：總反應(yīng)：放電：化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能充電：電能轉(zhuǎn)化化學(xué)能Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O發(fā)展中的電池第36頁(yè),共37頁(yè)，2024年2月25日，