人教版必修二化学能与电能ppt课件.ppt

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1、思考：使用电器都需要电能。请问电能是直接从思考：使用电器都需要电能。请问电能是直接从自然界取得的自然界取得的“一次能源一次能源”？还是属于是一次能？还是属于是一次能源经过加工、转换得到的源经过加工、转换得到的“二次能源二次能源”？ 我们先看看在日常生活、工业生产中处处我们先看看在日常生活、工业生产中处处都离不开的电能是怎么来的？都离不开的电能是怎么来的？1,火力发电原理及过程火力发电原理及过程燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电电能能二、化学能与电能的相互转化二、化学能与电能的相互转化a.我国煤炭资源丰富我国煤炭资源丰富,廉价方便廉价方便.b.电能清洁安全电能清

2、洁安全,又快捷方便又快捷方便.a.排出大量的温室效应气体排出大量的温室效应气体.b.有废气可能导致酸雨有废气可能导致酸雨c.废料废水废料废水d.储量有限储量有限e.能量转换效率低能量转换效率低 象火力发电这种化学能转化为电能的方法，象火力发电这种化学能转化为电能的方法，首先是把煤燃烧，发生氧化还原反应，氧化还首先是把煤燃烧，发生氧化还原反应，氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间有电子转原反应的本质是氧化剂与还原剂之间有电子转移（包括电子的得失和共用电子对的偏移），移（包括电子的得失和共用电子对的偏移），电子的转移必然引起化学键的断裂和重组，这电子的转移必然引起化学键的断裂和重组，这时一定伴随

3、着热量的变化，然后我们再把这些时一定伴随着热量的变化，然后我们再把这些能量用于产生机械能，再转化为电能，能量经能量用于产生机械能，再转化为电能，能量经过多次的转化，必然有一定的损失、或者人们过多次的转化，必然有一定的损失、或者人们对它的利用率不高。对它的利用率不高。思考：要想克服火力发电中能量转化效率低这思考：要想克服火力发电中能量转化效率低这个缺点，我们应该怎么做才能使化学能个缺点，我们应该怎么做才能使化学能电能？电能？（看书（看书P40最后一段）最后一段）1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转换为电能。经过一系

4、列能量转换才能转换为电能。2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。两个不同区域进行。3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。剂区域流向还原剂区域。4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。物质的选择。5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。【实验二【实验二】在导线中间接入一个电流表，观察电流表的在导线中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转指针是否

5、偏转? A 实验现象实验现象 ：铜片上有气泡产生，锌片不断：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。溶解，电流表的指针发生偏转。 实验结论实验结论 ：导线中有电流通过导线中有电流通过电极材料现象电子得失电极反应反应类型电极名称b、电极名称和电极反应、电极名称和电极反应Zn片片Zn片片溶解溶解失失Zn -2e=Zn2+氧化氧化反应反应负极负极Cu片片不溶解，不溶解，但表面有但表面有气泡气泡得得2H+ +2e=H2还原还原反应反应正极正极思考与探究：构成原电池的一般条件思考与探究：构成原电池的一般条件1、将、将Fe片、片、Cu片用导线连接后插入稀片用导线连接后插入稀H2SO4中有气中

6、有气泡产生吗？理论上泡产生吗？理论上H2在哪种金属表面析出？在哪种金属表面析出？2、将、将Zn片、片、Cu片用导线连接后插入片用导线连接后插入CuSO4溶液中能溶液中能产生电流吗？锌表面有铜析出吗？产生电流吗？锌表面有铜析出吗？3、将、将Zn片、片、Fe片分别插入稀片分别插入稀H2SO4中表面都有气泡产中表面都有气泡产生，若用导线连接后同时插入硫酸中，理论上表面是生，若用导线连接后同时插入硫酸中，理论上表面是否还都有气泡产生？否还都有气泡产生？4、将、将Zn片、碳棒用导线连接后同时插入稀片、碳棒用导线连接后同时插入稀H2SO4中，中，能产生电流吗？能产生电流吗？思考与探究：构成原电池的一般条件

7、思考与探究：构成原电池的一般条件5、将、将Fe片、片、Cu片用导线连接后同时插入片用导线连接后同时插入NaCl中，能中，能产生电流吗？产生电流吗？6、将、将Fe片、片、Cu片用导线连接后同时插入乙醇中，能片用导线连接后同时插入乙醇中，能产生电流吗？产生电流吗？7、将、将Fe片、片、Cu片用导线连接后同时插入同一个苹果片用导线连接后同时插入同一个苹果中，能产生电流吗？中，能产生电流吗？思考与探究：构成原电池的一般条件思考与探究：构成原电池的一般条件a、两个活动性不同的电极、两个活动性不同的电极金属金属金属金属金属金属非金属非金属金属金属金属氧化物金属氧化物b、电解质溶液：、电解质溶液： 可溶性酸

8、、碱、盐可溶性酸、碱、盐c、电极间构成闭合回路：、电极间构成闭合回路：外电路：自由电子外电路：自由电子内电路：自由离子内电路：自由离子常用的惰性电极：常用的惰性电极：Pt、石墨棒（或碳棒）、石墨棒（或碳棒）酒精酒精CuH2SO4溶液溶液ZnAgH2SO4溶液溶液ZnCuZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液ZnCu盐桥盐桥ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液FeCu解决问题一：下列装置是否能构成原电池？解决问题一：下列装置是否能构成原电池？解决问题二：病解决问题二：病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？解决问题三：解决问题三

9、： 已知已知Cu + 2Fe3+ = Cu2+ 2Fe2+,根据此反应根据此反应原理，你能制做一个原电池吗？先画出装置图，原理，你能制做一个原电池吗？先画出装置图，并写出电极名称和电极反应，再实际操作连接。并写出电极名称和电极反应，再实际操作连接。乙醇乙醇CuCFeCl3溶液溶液Ag稀稀HClFeZnCuCuSO4溶液溶液例题：例题： 有有A、B、C、D四种金属分别浸入稀四种金属分别浸入稀H2SO4中，中，A、B产生气泡缓慢而产生气泡缓慢而C、D产产生气泡较激烈；把生气泡较激烈；把A、B两种金属用导线两种金属用导线连接后浸入稀连接后浸入稀H2SO4中，气泡从中，气泡从A金属表金属表面析出，把面

10、析出，把C、D两种金属用导线连接后两种金属用导线连接后浸入稀浸入稀H2SO4中组成原电池，电流由中组成原电池，电流由CD，根据实验现象，可知，根据实验现象，可知A、B、C、D四种金属的活动性顺序。四种金属的活动性顺序。（3）原电池正、负极的判断）原电池正、负极的判断根据电极材料判断根据电极材料判断活泼的金属活泼的金属负极负极活泼性较弱的金属活泼性较弱的金属非金属非金属金属氧化物金属氧化物正极正极（3）原电池正、负极的判断）原电池正、负极的判断根据电极现象判断根据电极现象判断不断溶解，质量减少不断溶解，质量减少负极负极气体产生气体产生质量增加质量增加质量不变质量不变正极正极（3）原电池正、负极的

11、判断）原电池正、负极的判断根据外电路电子流动方向判断根据外电路电子流动方向判断e- 负极负极 正极正极电极反应本身电极反应本身负极负极失电子失电子氧化反应氧化反应正极正极得电子得电子还原反应还原反应总反应一定总反应一定是一个可以是一个可以自发进行的自发进行的氧化还原反氧化还原反应应思考与探究：思考与探究：1、将、将Al片、石墨用导线连接后插入稀盐酸中，能产生片、石墨用导线连接后插入稀盐酸中，能产生电流吗？判断出正、负极，并写出电极反应。电流吗？判断出正、负极，并写出电极反应。2、将、将Al片、石墨用导线连接后插入片、石墨用导线连接后插入NaOH溶液中，能溶液中，能产生电流吗？判断出正、负极，并

12、写出电极反应。产生电流吗？判断出正、负极，并写出电极反应。思考与探究：思考与探究：3、将、将Mg条、条、Al片用导线连接后插入稀片用导线连接后插入稀H2SO4中，能产中，能产生电流吗？气泡在哪个金属表面产生？判断出正、负生电流吗？气泡在哪个金属表面产生？判断出正、负极，并写出电极反应。极，并写出电极反应。4、将、将Mg条、条、Al片用导线连接后插入片用导线连接后插入NaOH溶液中，能溶液中，能产生电流吗？气泡在哪个金属表面产生？负极材料是产生电流吗？气泡在哪个金属表面产生？负极材料是什么？什么？5、将将Zn放入盐酸中；放入盐酸中；将将Zn与与Cu相触后再插入同相触后再插入同浓度的盐酸中（始终保

13、持浓度的盐酸中（始终保持Zn与与Cu接触）；两种情况下，接触）；两种情况下，锌溶解的速率相同吗？锌溶解的速率相同吗？练习：练习： 纽扣式银锌电池，负极是纽扣式银锌电池，负极是Zn，正极是，正极是Ag2O，电解质是，电解质是KOH，它的总反应是：，它的总反应是：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag；请写出电极；请写出电极反应。反应。 已知已知H2在在O2中燃烧，放出大量热，中燃烧，放出大量热，是一种高能无污染的燃料，但是，你知是一种高能无污染的燃料，但是，你知道吗，这其中化学能转化为热能的转化道吗，这其中化学能转化为热能的转化率只有不到率只有不到30%，太浪费了，这也是一，太浪费了，这也是

14、一个自发进行的氧化还原反应，如何把它个自发进行的氧化还原反应，如何把它设计成原电池？设计成原电池？思考思考 空间实验室空间实验室“天宫一号天宫一号”的供电系统中有再的供电系统中有再生氢氧燃料电池（生氢氧燃料电池（RFC），）， RFC是一种将水电是一种将水电解技术与氢氧燃料电池相结合的可充放电池，解技术与氢氧燃料电池相结合的可充放电池，下图为下图为RFC工作原理示意图。工作原理示意图。思考思考 利用利用2CO + O2 = 2CO2，在，在NaOH作为电解质时构成燃料电池，你能写出作为电解质时构成燃料电池，你能写出其电极反应吗？其电极反应吗？点燃点燃 最早使用的充电电池是铅蓄电池，已最早使用的

15、充电电池是铅蓄电池，已知总反应为：知总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O（电解液为（电解液为H2SO4溶液）溶液） 请问，它的正负极材料分别是？电极请问，它的正负极材料分别是？电极反应分别是？反应分别是？练习练习1：作业（二）：作业（二） 10练习练习2：汽车的启动电源常用铅蓄电池，其：汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：放电时的原电池反应如下： Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O，根据反应，根据反应判断，下列叙述正确的是判断，下列叙述正确的是 （ ）A.Pb是正极是正极 B. PbO2得电子，被氧化得电子，

16、被氧化C. 负极反应是负极反应是Pb + SO42- 2e- = PbSO4D. 电池放电时，溶液的酸性增强电池放电时，溶液的酸性增强练习练习3：锂电池是一代新型高能电池，它以质量：锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高受到了普遍重视，目前已研制成功轻、能量高受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li + MnO2 =LiMnO2,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.Li是正极，电池反应为是正极，电池反应为Li - e- =Li+B. Li是负极，电池反应为是负极，电池反应为Li - e- =Li+C. MnO2是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnO2+e- =MnO2-D. Li是负极，电池反应为是负极，电池反应为Li - 2e- =Li2+练习练习4：钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，是：钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，是由于钢铁在潮湿的空气中表面会形成水膜由于钢铁在潮湿的空气中表面会形成水膜（水雾），水膜中又溶解有来自大气中的（水雾），水膜中又溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体，使水膜中含有一等气体，使水膜中含有一定量的定量的H+。电解质溶液（含有电解质溶液（含有H+而显而显酸性）酸性）FeC