第二节化学能与电能 (2).ppt

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1、第二节 化学能与电能1.1.通过实验探究原电池中发生的化学反应，认识化学能通过实验探究原电池中发生的化学反应，认识化学能转化为电能的基本原理。转化为电能的基本原理。 2.2.了解几种常见原电池的结构和电极反应。了解几种常见原电池的结构和电极反应。3.3.感受电解质在电极反应中的作用。感受电解质在电极反应中的作用。一次能源和二次能源一次能源和二次能源 直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、直接从自然界取得的能源称为一次能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。 一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源，一次能源经过加工、转换得到的能源称为

2、二次能源，如电力、蒸汽等。如电力、蒸汽等。电池的广泛应用电池的广泛应用在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有哪些需在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有哪些需要使用电池的产品或器具？它们各使用什么样的电池？要使用电池的产品或器具？它们各使用什么样的电池？20012001年我国发电总量构成图年我国发电总量构成图一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能火力发电厂能量转火力发电厂能量转化：化：化学能化学能热能热能机机械能械能电能电能若用火力发电，那么每年可向空气中排放二氧化碳若用火力发电，那么每年可向空气中排放二氧化碳1 1亿吨，亿吨，二氧化硫二氧化硫200200万吨，一氧化碳万吨，一氧化碳

3、1 1万吨，氮氧化合物万吨，氮氧化合物3737万吨，万吨，工业废渣约工业废渣约12001200万吨。万吨。 燃烧反应是否是氧化还原反应？氧化还原反应燃烧反应是否是氧化还原反应？氧化还原反应的本质又是什么？的本质又是什么？燃烧反应是氧化还原反应，氧化还原反应的本质燃烧反应是氧化还原反应，氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子的转移，引起化是氧化剂与还原剂之间发生电子的转移，引起化学键的重新结合，伴随体系能量的变化。学键的重新结合，伴随体系能量的变化。能否将化学能直接转化为电能？能否将化学能直接转化为电能？你是如何判定装置的正负极的？你是如何判定装置的正负极的？ 正极正极 负极负极电子流入

4、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原电池原电池原电池示意图原电池示意图铜片铜片锌片锌片电流表电流表现现 象象表面有气泡产生表面有气泡产生逐渐溶解逐渐溶解电流表指针偏转电流表指针偏转动动手做实验动动手做实验根据你所了解的电学知识根据你所了解的电学知识, ,你知道电子是怎样你知道电子是怎样流动的吗流动的吗? ?你如何判断装置的正负极你如何判断装置的正负极? ?电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。锌片锌片( (负极负极) )： ZnZn2e2e=Zn=Zn

5、2+2+（氧化反应）（氧化反应）铜片铜片( (正极正极) )： 2H2H+ +2e+2e=H=H2 2（还原反应）（还原反应） 电子由锌片经导线流向铜片电子由锌片经导线流向铜片原电池原电池: :将化学能转化为电能的装置叫做原电池将化学能转化为电能的装置叫做原电池. .原电池的工作原理：原电池的工作原理：氧化反应氧化反应Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2 2+ + 铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失e-,e-,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2总反应：总反应：2H2H+

6、 +2e+2e- -=H=H2 2ZnZn2e2e- -=Zn=Zn2+2+Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）原电池的构成原电池的构成1.1.正极：不活泼金属或非金属正极：不活泼金属或非金属 负极：比较活泼的金属材料负极：比较活泼的金属材料 2.2.电解质溶液电解质溶液3.3.完整的闭合回路完整的闭合回路4.4.自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应原电池的构成条件原电池的构成条件化学电池的反应本质是氧化还原反应化学电池的反应

7、本质是氧化还原反应化学能化学能电能电能化学电池化学电池氧化还原反应氧化还原反应碳棒碳棒MnOMnO2 2NHNH4 4ClCl锌筒锌筒1.1.一次电池的典型代表是什么电池？负极材料是什么？一次电池的典型代表是什么电池？负极材料是什么？2.2.在劣质的电池中，为什么会渗透出一在劣质的电池中，为什么会渗透出一些粘稠状物质？用电极反应式表示。些粘稠状物质？用电极反应式表示。阅读思考阅读思考锌锌Zn Zn 2e2e- - = Zn = Zn2+2+锌锰电池锌锰电池二、化学电源二、化学电源碳棒碳棒MnOMnO2 2KOHKOH锌筒锌筒3.3.在锌锰干电池中，若将在锌锰干电池中，若将NHNH4 4ClCl

8、换成换成KOHKOH，有何优点？有何应用？，有何优点？有何应用？阅读思考阅读思考优点：寿命长，性能高优点：寿命长，性能高应用：广泛用于卡式录音机、闪光应用：广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。灯、电动玩具、袖珍电视机等。 H H2 2SOSO4 4PbOPbO2 2PbPb( (铅铅) )阅读思考阅读思考负极：负极：PbPb正极：正极：PbOPbO2 2电解质：电解质：H H2 2SOSO4 44.4.试判断：负极、正极发生反应的物质分别是什么？电解试判断：负极、正极发生反应的物质分别是什么？电解质溶液是什么？质溶液是什么？ 由于铅蓄电池在使用时产生热量，由于铅蓄电池在使用时产

9、生热量，水会因挥发而损失，水会因挥发而损失， 因此有经验的司机因此有经验的司机会定期请专业人员向铅蓄电池内加入蒸会定期请专业人员向铅蓄电池内加入蒸馏水，以补充在使用过程中损失的水分，馏水，以补充在使用过程中损失的水分，延长其使用寿命。延长其使用寿命。生活小常识生活小常识 资料显示，一节电池烂在地里，能使资料显示，一节电池烂在地里，能使1 1平方米的土壤平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600600吨水受到污染，吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。位于浙江省湖州市德清县新相当于一个人一生的饮水量。位于浙江省湖州市德清县新市镇的浙江海久电池股份有限

10、公司周边，多名儿童及成人市镇的浙江海久电池股份有限公司周边，多名儿童及成人在医院检查过程中被发现血铅超标。这是因为电池里含有在医院检查过程中被发现血铅超标。这是因为电池里含有汞、铅、镉等多种重金属元素，威胁到人类的健康。汞、铅、镉等多种重金属元素，威胁到人类的健康。 它是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率它是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率较高，理论上可达到较高，理论上可达到85%85%90%90%。它的电极材料一般为惰。它的电极材料一般为惰性电极，如铂电极，碳电极等。性电极，如铂电极，碳电极等。燃料电池燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池负极：负极：H H2 2电解液电解液: :K

11、OHKOH溶液或稀硫酸溶液或稀硫酸正极：正极：O O2 22.2.燃料电池有何优点？燃料电池有何优点？1.1.氢氧燃料电池中，向正、负极通入的气体各是什么？氢氧燃料电池中，向正、负极通入的气体各是什么？电解质溶液是什么？电解质溶液是什么？高效、环保、利用率高。高效、环保、利用率高。1.1.根据根据Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu的反应原理设计一个原电池，的反应原理设计一个原电池，当当ZnZn为负极时，正极可以选用的金属材料是为负极时，正极可以选用的金属材料是( ) ( ) A.A.镁镁 B.B.石墨石墨 C.C.铝铝 D.D.铅铅2.2.用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的

12、原电池，正极上发用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的反应是生的反应是( ) ( ) A.2HA.2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 B.Zn-2e B.Zn-2e- -=Zn=Zn2+2+C.2HC.2H2 2O+4eO+4e- -+O+O2 2=4OH=4OH- - D.AgD.Ag+ +e+e- -=Ag=Ag D DD D3.3.下列关于充电电池的叙述，不正确的是下列关于充电电池的叙述，不正确的是 ( )( )A.A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应充电电池的化学反应原理是氧化还原反应B.B.充电电池可以无限制地反复放电、充电充电电池可以无限制地反复放电、充电C.

13、C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行D.D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放妥善存放B B4.4.甲烷燃料电池是以稀甲烷燃料电池是以稀H H2 2SOSO4 4为电解质溶液，其电极反应为电解质溶液，其电极反应如下：如下： CH CH4 4+2H+2H2 2O- 8eO- 8e- - = CO = CO2 2 + 2H + 2H+ + 2O2O2 2 + 8H + 8H+ + + 8e + 8e- - = 4H= 4H2 2O O 据此作出判断，下列说法中错误的是据此作出判断，下列说法中错

14、误的是( )( )A.CHA.CH4 4在负极发生氧化反应在负极发生氧化反应B.B.供电时总反应为：供电时总反应为：CHCH4 4+ 2O+ 2O2 2 = 2H = 2H2 2O + COO + CO2 2C.C.每消耗每消耗1 molCH1 molCH4 4，转移电子的物质的量为，转移电子的物质的量为8 mol 8 mol D.D.燃料电池的能量转化率可达燃料电池的能量转化率可达100%100% D D5.5.铅蓄电池的两极分别为铅蓄电池的两极分别为PbPb、PbOPbO2 2，电解质为硫酸，工作，电解质为硫酸，工作时反应为：时反应为： PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4

15、4=2PbSO=2PbSO4 42H2H2 2O O下列结论不正确的是下列结论不正确的是( () )A.PbA.Pb为负极，发生氧化反应为负极，发生氧化反应B.SOB.SO4 42-2-向负极移动向负极移动C.C.溶液的溶液的pHpH不断减小不断减小D.HD.H2 2SOSO4 4的浓度不断减小的浓度不断减小 C C6.6.右图是锌片和铜片在稀硫酸中所组成的右图是锌片和铜片在稀硫酸中所组成的原电池装置，原电池装置，c c、d d为两个电极。下列有关为两个电极。下列有关判断不正确的是（判断不正确的是（ ）A A电池工作的过程中，电池工作的过程中，d d电极上产生气泡电极上产生气泡 B B电池工作

16、时，溶液中电池工作时，溶液中SOSO4 42 2向向d d移动移动C Cc c为负极，发生氧化反应为负极，发生氧化反应D D电池工作的过程中，溶液中电池工作的过程中，溶液中SOSO4 42 2浓度基本不变浓度基本不变B B7.7.据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn2Zn + O + O2 2=2ZnO=2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，回答以，原料为锌粒、电解质和空气，回答以下问题：下问题：（1 1）在正极发生反应的物质为）在正极发生反应的物质为 ，其反应类型为，其反应类型为 。（2 2）该电池的电解质溶液能否将碱性溶液换成稀硫酸）该电池的电解质溶液能否将碱性溶液换成稀硫酸 ( (填填“能能”或或“不能不能”) )。 O O2 2还原反应还原反应不能不能 不能说凡是合理的都是美的，但凡是美的确实都是合理的。