【化学】22化学能与电能（人教版必修2）课件2.ppt

电能电能又称电力（二次能源）又称电力（二次能源）二次能源：二次能源： 经一次能源加工转移得到的能源经一次能源加工转移得到的能源一次能源：一次能源： 从自然界中直接取得的能源如从自然界中直接取得的能源如:煤煤,石石油油,天然气等天然气等.20012001年我国发电总量构成图年我国发电总量构成图火力发电占据绝大部分火力发电占据绝大部分什么是火力发电？什么是火力发电？火电站的工作原理如何火电站的工作原理如何? ?火力发电工作原理示意图火力发电工作原理示意图火电站从开始到结束能量是如何转化的？火电站从开始到结束能量是如何转化的？师生师生互动互动化石燃料化石燃料化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能电能电能发电机发电机一一.发电站将化学能转化为电能发电站将化学能转化为电能火力发电有哪些缺点火力发电有哪些缺点?讨论讨论存存在在缺缺点点排出大量温室气体排出大量温室气体可能导致酸雨可能导致酸雨能量转化效率低能量转化效率低煤炭是非可再生资源煤炭是非可再生资源 化学能化学能 电能电能？ 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案你对问题你对问题的想法的想法ZnCu锌表面有气泡锌表面有气泡产生，铜表面产生，铜表面无明显现象无明显现象1.1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子演示探究演示探究实验现象实验现象用导线将锌表面的电子引出来用导线将锌表面的电子引出来Zn +2H+ = Zn 2+ +H2.什么方法可使什么方法可使Zn与与H+分开，不让分开，不让H+直接在直接在Zn表面得电子？表面得电子？ 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法 演示探究实验现象实验现象CuCu起传导电子的作用。起传导电子的作用。Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2ZnCu大量气泡从铜大量气泡从铜片逸出，锌片片逸出，锌片部分溶解部分溶解1.H1.H+ +得到的电子是得到的电子是CuCu失去的吗？失去的吗？2.2.在这个过程中在这个过程中CuCu起什么作用？起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？你怎样才能知道导线中有电子通过？可用电流表测电流及方向。可用电流表测电流及方向。 解释实验现象解释实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法演示探究实验现象实验现象化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.1.电子从电子从ZnZn到到H H+ +经历了哪些途径？经历了哪些途径？2.2.你认为这个过程能量是如何转化的？你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，锌表面无气泡，铜表面有气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电流表发生偏转。电子由电子由Zn 导线导线 铜片铜片 H+ 定向移动定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转产生电流，故电流表的指针发生偏转ZnCu二二. .化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.1.原电池的概念、前提原电池的概念、前提 将化学能转化为电能的装置将化学能转化为电能的装置 概念概念:前提前提: 能自发发生氧化还原反应能自发发生氧化还原反应请根据Zn-Cu-稀硫酸组成的原电池填表完成上表电极材料电极材料电极反应式电极反应式发生的反应发生的反应原电池的电极原电池的电极Zn片片Cu片片总的离子反应方程式总的离子反应方程式Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2负极负极正极正极还原反应还原反应氧化反应氧化反应2 .你是如何判定装置的正、负极？你是如何判定装置的正、负极？思考与交流思考与交流 正极正极 负极负极电子流入的极电子流入的极不活泼电极不活泼电极发生还原反应发生还原反应电子流出的极电子流出的极较活泼电极较活泼电极发生氧化反应发生氧化反应三三. .原电池的工作原理原电池的工作原理能量转变能量转变 化学反应化学反应将化学能直接转化为将化学能直接转化为电能电能氧化还原反应中电子氧化还原反应中电子转移转移 (负极失去电子负极失去电子经过导线定向的流入经过导线定向的流入正极正极)原电池原电池试着说说原电池的构成有什么条件？试着说说原电池的构成有什么条件？A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCu酒精酒精ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4*A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCuHClHCl A AC CCuCuHClHCl实验探究实验探究A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4原电池原电池电流表指针电流表指针偏转偏转区别区别结论结论偏转偏转两极材料不同两极材料不同有两种活泼性不同的金有两种活泼性不同的金属（或非金属）作电极属（或非金属）作电极不偏转不偏转实验探究实验探究A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCu酒精酒精A AZnZnCuCuHClHCl原电池原电池电流表指针电流表指针偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转溶液不同溶液不同电极材料均插入电极材料均插入电解质溶液中电解质溶液中偏转偏转A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4实验探究实验探究A AC CCuCuH H2 2SOSO4 4原电池原电池电流表指针电流表指针偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转电极材料不同电极材料不同能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应电流表指针电流表指针原电池原电池组组偏转偏转区别区别结论结论不偏转不偏转容器不同容器不同两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路实验探究实验探究A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4 1.1.有两种活泼性不同的金属（或非金属）有两种活泼性不同的金属（或非金属） 作电极作电极3.3.能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应四四. .原电池的构成条件原电池的构成条件4.4.两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路2.2.电极材料均插入电解质溶液中电极材料均插入电解质溶液中3.如何书写电极反应方程式如何书写电极反应方程式负极（锌片）：负极（锌片）： Zn 2e - = Zn 2+负极（锌片）：负极（锌片）： Zn 2e - = Zn 2+正极（石墨）：正极（石墨）： 2H+2e - = H2 正极（铜片）：正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 总反应总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 总反应总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电极反应方程式的书写方法电极反应方程式的书写方法负极：负极：较活泼金属（较活泼金属（a） 电极反应：电极反应：a-ne-=an+ (氧化反应氧化反应)正极：正极：较不活泼金属或非金属（较不活泼金属或非金属（b） 电极反应：电极反应： Cm+ + me- = C(还原反应还原反应)间接：间接：直接：直接：化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发动机发动机电能电能装置装置原电池原电池概概念念构构成成条条件件工工作作原原理理1. 1.下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是( )( )AZnCuH2SO4CuZnA酒精酒精ZnH2SO4ACuH2SO4ACuCuH2SO42.2.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的电解质溶液的 PH( )PH( )A.A.不不 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C( )ABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl4.4.把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为为负极；负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为的为( )( ) A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b d Dc a b d Db d c a b d c a 发展中的化学电源发展中的化学电源关于电池你了解多少？关于电池你了解多少？你知道电池是如何分类的吗？你知道电池是如何分类的吗？形状各异的电池遵循的工作原理是否相形状各异的电池遵循的工作原理是否相同？同？1、干电池（锌锰电池）、干电池（锌锰电池）负极：Zn 2e- = Zn2+正极：2NH4+ +2MnO2 + 2e- = 2NH3 + Mn2O3 + H2O 总反应：总反应：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2+2NH3 +Mn2O3 + H2O总反应：总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 负极：负极：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4正极：正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O2、充电电池、充电电池已知：PbSO4难溶于水铅蓄电池构铅蓄电池构造示意图造示意图汽车用的蓄电池汽车用的蓄电池3、燃料电池：、燃料电池：正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 + O2 = 2H2O4e-负极：负极：2H2 4e- = 4H+ 氢氧燃料电池氢氧燃料电池总反应：总反应：2H2 + O2 = 2H2OH2O2碱性条件下碱性条件下 电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响负极：负极：2H2 4e- = 4H+正极：正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O酸性条件下负极：负极：2H2 + 4OH- 4e- = 4H2O正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-总反应：总反应：2H2 + O2 = 2H2O总反应：总反应：2H2 + O2 = 2H2O 改变燃料改变燃料H2正极：正极：2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-负极：负极：CH4 + 10OH- 8e- = CO32- + 7H2OCH4 +2O2 = CO2 + 2H2OCH4 +2O2 + 2OH- = CO32- + 2H2OCH4O2总反应：总反应：Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+eeeeeeeeeeeeeeZn2+Zn2+Zn2+Zn2+eeeeeeeeeeCu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+eZn2+eeeeeeeeeeK+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+K+K+NO3-NO3-NO3-eeeeeeeeZn2+Zn2+Zn2+Zn2+