必修二2-2化学能与电能.ppt
复习复习间接：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 原电池原电池化学能化学能电能电能1.一次能源、二次能源一次能源、二次能源2.化学能与电能化学能与电能工作原理工作原理概念概念电极判断电极判断应用应用构成条件构成条件1.1.原电池的构成条件原电池的构成条件 负极：负极：电子流出电子流出的电极的电极失电子失电子，发生，发生氧化反应氧化反应 (较活泼的金属较活泼的金属)正极：正极：电子流入电子流入的电极的电极得电子得电子，发生，发生还原反应还原反应 (较不活泼的金属、石墨等较不活泼的金属、石墨等)（1 1）电极）电极 （2 2）电解质溶液）电解质溶液 （3 3）闭合回路）闭合回路*（4 4）自发的氧化还原反应）自发的氧化还原反应（两种活泼性不同的金属，或一种金属（两种活泼性不同的金属，或一种金属 和另一种非金属导体构成电极）和另一种非金属导体构成电极）2.2.原电池的工作原理原电池的工作原理负极负极 正极正极 阴离子阴离子 溶液中溶液中 阳离子阳离子 发生失电子的氧化反应发生失电子的氧化反应发生得电子的还原反应发生得电子的还原反应ZnCuH2SO4Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2e-外电路外电路内电路内电路3.3.原电池正负极的判断方法原电池正负极的判断方法(1)(1)根据组成原电池的两极材料判断：根据组成原电池的两极材料判断：负极负极:活泼性较强的金属活泼性较强的金属正极正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属(2)(2)根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极电流是由正极流向负极电子流动方向是由负极流向正极电子流动方向是由负极流向正极(3)(3)根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：负极：负极：失电子发生氧化反应失电子发生氧化反应正极：正极：得电子发生还原反应得电子发生还原反应(4)(4)根据电极反应现象：根据电极反应现象：负极：负极：不断溶解，质量减少不断溶解，质量减少正极：正极：有气体产生或质量增加或不变有气体产生或质量增加或不变 设计设计P40P405.5.原电池原理的应用原电池原理的应用 设计设计P40P40(1)(1)比较金属活泼性比较金属活泼性(2)(2)加快氧化还原反应速度加快氧化还原反应速度(3)(3)设计原电池设计原电池负极负极:活泼性较强活泼性较强正极正极:活泼性较弱活泼性较弱如实验室用如实验室用ZnZn与稀硫酸反应制与稀硫酸反应制H H2 2时时 a.a.用粗用粗ZnZn代替纯代替纯ZnZn b.b.向稀硫酸中滴加向稀硫酸中滴加CuSOCuSO4 4溶液溶液如利用反应如利用反应 Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu 设计原电池设计原电池FeCCuSO41.1.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A BA BZnH2SO4ACuH2SO4C DC DACuCuH2SO4练习：练习：C2.2.下列几个装置，能形成原电池的是下列几个装置，能形成原电池的是()()乙丙丁戊己乙丙丁戊己3.3.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌 组成原电池时，锌为负极，此金属是组成原电池时，锌为负极，此金属是()()A.MgA.Mg B.FeB.Fe C.AlC.Al D.CuD.Cu4.4.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的溶液的 PH()PH()A.A.不变不变 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BC5.5.把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负为负极；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上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()()A Aabcd Babcd Bacdb acdb C Ccabd Dcabd Dbdca bdca B分析分析：ab cd ac dbab cd ac db6.6.一一个个电电池池反反应应的的离离子子方方程程式式是是 Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu,+Cu,该反应的的原电池正确组合是（该反应的的原电池正确组合是（）CABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl7.7.科科学学工工作作者者为为心心脏脏病病人人设设计计的的心心脏脏起起搏搏器器的的电电池池是是以以PtPt和和ZnZn为为电电极极材材料料，依依靠靠人人体体内内液液体体中中含含有有一一定定浓浓度度的的溶溶解解氧氧、H H H H+和和ZnZnZnZn2+2+2+2+进进行行工作，回答下列问题工作，回答下列问题 （1 1）负极材料是）负极材料是_ 电极反应式是电极反应式是_（2 2）正极材料是）正极材料是_ _ *电极反应式是电极反应式是_Zn2Zn-4e-=2Zn2+PtPtO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源1.1.干电池干电池（1 1）一次性电池：）一次性电池：）一次性电池：）一次性电池：（2 2）普通锌锰电池：）普通锌锰电池：）普通锌锰电池：）普通锌锰电池：Zn-2eZn-2eZn-2eZn-2e-=Zn=Zn=Zn=Zn2+2+2+2+（3 3）碱性锌锰电池：）碱性锌锰电池：）碱性锌锰电池：）碱性锌锰电池：课本课本P39P39、设计设计P43P43NHNHNHNH4 4 4 4ClClClCl负极（负极（负极（负极（ZnZnZnZn）：）：）：）：正极（正极（正极（正极（C C C C）电解质：电解质：电解质：电解质：缺点：缺点：缺点：缺点：Zn-2eZn-2eZn-2eZn-2e-+2OH+2OH+2OH+2OH-=Zn(OH)=Zn(OH)=Zn(OH)=Zn(OH)2 2 2 2KOHKOHKOHKOH负极（负极（负极（负极（ZnZnZnZn）：）：）：）：正极（正极（正极（正极（C C C C）电解质：电解质：电解质：电解质：优点优点优点优点:使用寿命短，易泄漏使用寿命短，易泄漏使用寿命长，不易泄漏使用寿命长，不易泄漏（4 4）应用：）应用：）应用：）应用：卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等放电之后不能充电放电之后不能充电内部的氧化还原反应是内部的氧化还原反应是不可逆不可逆的的2.2.充电电池充电电池（1 1）二次电池：）二次电池：）二次电池：）二次电池：放电之后放电之后能充电能充电内部的氧化还原反应内部的氧化还原反应可逆向进行可逆向进行电池可以电池可以恢复恢复到放电前的状态到放电前的状态能够重复使用至一定的周期能够重复使用至一定的周期（2 2）常见的充电电池：）常见的充电电池：）常见的充电电池：）常见的充电电池：铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池H H H H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4负极（负极（负极（负极（PbPbPbPb）：）：）：）：正极（正极（正极（正极（PbOPbOPbOPbO2 2 2 2）：）：）：）：电解质：电解质：电解质：电解质：*总式：总式：总式：总式：优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：应用：应用：应用：应用：*Pb+SO*Pb+SO*Pb+SO*Pb+SO4 4 4 42-2-2-2-2e-2e-2e-2e-=PbSO=PbSO=PbSO=PbSO4 4 4 4*PbO*PbO*PbO*PbO2 2 2 2+4H+4H+4H+4H+SO+SO+SO+SO4 4 4 42-2-2-2-+2e+2e+2e+2e-=PbSO=PbSO=PbSO=PbSO4 4 4 4+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O O O O PbO PbO PbO PbO2 2 2 2+Pb+2H+Pb+2H+Pb+2H+Pb+2H2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4 2PbSO2PbSO2PbSO2PbSO4 4 4 4+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O O O O放电放电放电放电充电充电充电充电可充电，比干电池使用寿命长；但体积大，有污染可充电，比干电池使用寿命长；但体积大，有污染汽车上使用的电瓶等汽车上使用的电瓶等 镍镉充电电池：镍镉充电电池：镍镉充电电池：镍镉充电电池：负极：负极：负极：负极：正极：正极：正极：正极：电解质：电解质：电解质：电解质：优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：应用：应用：应用：应用：CdNiO(OH)KOH具有残留性记忆，可重复使用具有残留性记忆，可重复使用500次以上，体积小；次以上，体积小；但如不回收，会产生严重污染但如不回收，会产生严重污染广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等电动剃须刀等锂离子电池：锂离子电池：锂离子电池：锂离子电池：是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流电源电源3.3.燃料电池燃料电池（1 1）原理：）原理：）原理：）原理：利用原电池的工作原理利用原电池的工作原理,将燃料和将燃料和氧化剂（如氧化剂（如O O2 2）反应所放出的化学能直）反应所放出的化学能直接转化为电能接转化为电能a.a.a.a.燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置b.b.b.b.它的电极材料一般为活性电极，具有很强的它的电极材料一般为活性电极，具有很强的它的电极材料一般为活性电极，具有很强的它的电极材料一般为活性电极，具有很强的 催化活催化活催化活催化活 性，如铂电极，活性炭电极等性，如铂电极，活性炭电极等性，如铂电极，活性炭电极等性，如铂电极，活性炭电极等c.c.c.c.燃料电池由燃料电池由燃料电池由燃料电池由3 3 3 3个主要部分组成个主要部分组成个主要部分组成个主要部分组成 负极负极负极负极燃料燃料燃料燃料电极电极电极电极 正极正极正极正极氧气或空气氧气或空气氧气或空气氧气或空气电极电极电极电极 电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液d.d.d.d.两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两电极上的物质发生反应而是由引入到两电极上的物质发生反应而是由引入到两电极上的物质发生反应而是由引入到两电极上的物质发生反应（2 2）常见的燃料电池：）常见的燃料电池：）常见的燃料电池：）常见的燃料电池：CO2、H2O CO2 CH4甲烷燃料电池甲烷燃料电池 H2O O2 H2氢氧燃料电池氢氧燃料电池 产物产物 正极正极 负极负极H H H H2 2 2 2被氧化失去电子变成被氧化失去电子变成被氧化失去电子变成被氧化失去电子变成H H H H+，或称或称或称或称“燃烧掉了燃烧掉了燃烧掉了燃烧掉了”，电子，电子，电子，电子流到电池的正极，同时，流到电池的正极，同时，流到电池的正极，同时，流到电池的正极，同时，H H H H+通过电解液被送到正极通过电解液被送到正极通过电解液被送到正极通过电解液被送到正极氢氧燃料电池的工作原理氢氧燃料电池的工作原理氢氧燃料电池的工作原理氢氧燃料电池的工作原理负极：负极：负极：负极：正极：正极：正极：正极：O O O O2 2 2 2得电子发生还原反应得电子发生还原反应得电子发生还原反应得电子发生还原反应产品：产品：产品：产品：电流、热量、水电流、热量、水电流、热量、水电流、热量、水 介质介质电池反应：电池反应：2H2+=2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2-4e-=4H+O2+4e-+2H2O=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=4H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-*氢氧燃料电池的电极反应氢氧燃料电池的电极反应 设计设计P44P44左上左上 CHCH4 4燃料电池燃料电池该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入KOHKOHKOHKOH溶液中作电极溶液中作电极溶液中作电极溶液中作电极在两极上分别通甲烷和氧气在两极上分别通甲烷和氧气在两极上分别通甲烷和氧气在两极上分别通甲烷和氧气*电极反应：电极反应：电极反应：电极反应：负极：负极：负极：负极：CHCH4 4+10OH+10OH-8e-8e-COCO3 32-2-+7H+7H2 2OO 正极：正极：正极：正极：2O2O2 2+4H+4H2 2O+8eO+8e-8OH8OH-总反应：总反应：总反应：总反应：CHCH4 4+2O+2O2 2+2KOH+2KOHKK2 2COCO3 3+3H+3H2 2OO小小结结火电：火电：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 原电池原电池化学电源化学电源1.一次能源、二次能源一次能源、二次能源化学能与电能化学能与电能工作原理工作原理概念概念电极判断电极判断应用应用构成条件构成条件3.发展中的化学电源发展中的化学电源一次性电池一次性电池一次性电池一次性电池干电池干电池干电池干电池二次电池（充电电池）二次电池（充电电池）二次电池（充电电池）二次电池（充电电池）燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池普通锌锰电池普通锌锰电池普通锌锰电池普通锌锰电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池镍镉充电电池镍镉充电电池镍镉充电电池镍镉充电电池锂离子电池锂离子电池锂离子电池锂离子电池氢氧燃料氢氧燃料氢氧燃料氢氧燃料CHCHCHCH4 4 4 4燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池2.
