化学能与电能 (2)精.ppt

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1、化学能与电能第1页，本讲稿共40页电能是目前应用最广、使用最方便的一种二次能源。电能是目前应用最广、使用最方便的一种二次能源。第2页，本讲稿共40页一、电能的来源火电81.2水电17.6其它1.220012001年我国发电总量构成年我国发电总量构成年我国发电总量构成年我国发电总量构成20062006年我国发电总量构成年我国发电总量构成年我国发电总量构成年我国发电总量构成预计未来很长一段时间火力发电仍将居首位预计未来很长一段时间火力发电仍将居首位第3页，本讲稿共40页化学能化学能燃烧热能热能蒸汽机械能机械能发电机电能电能化石燃料火力发电的原理第4页，本讲稿共40页 化学能燃烧蒸汽发电机1.火力发

2、电的原理分析。电能机械能热能第5页，本讲稿共40页优点缺缺点点第6页，本讲稿共40页如何解决能量转化效率低的问题？化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能第7页，本讲稿共40页哪种类型的化学反应具备产生电流哪种类型的化学反应具备产生电流的条件？的条件？第8页，本讲稿共40页1、电流是怎样形成的？、电流是怎样形成的？提示：提示：怎样才能使氧化还原反应中的电怎样才能使氧化还原反应中的电子转移定向移动？子转移定向移动？2 2、氧化还原反应的实质是有电子的转移，为何氧化、氧化还原反应的实质是有电子的转移，为何氧化剂与还原剂直接反应时没有电流形成？根据电流形剂与还原剂直接反应时没有电流形成？根据电流形成

3、的原理，你能否设计出将氧化还原反应过程的电成的原理，你能否设计出将氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方案？子转移形成电流的方案？第9页，本讲稿共40页原电池原电池“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应 2、活泼金属活泼金属发生氧化反应发生氧化反应向外线路提供电子向外线路提供电子原电池原电池的负极；不活泼金属（或石墨）的负极；不活泼金属（或石墨）发生还原反应发生还原反应接受外线接受外线路提供的电子路提供的电子原电池的正极。原电池的正极。第10页，本讲稿共40页电极材料现象电子得失电极反应原电池的电

4、极Zn片Cu片总的离子反应方程式失失得得Zn2e-Zn2+2H+2e-H2负极负极正极正极Zn+2H+Zn2+H2有气有气体产体产生生Zn片片溶解溶解第11页，本讲稿共40页实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等第一组实验第12页，本讲稿共40页（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中；形成条件二：电极需插进电解质溶液中；第二组实验实验探究形成原电池的条件第

5、13页，本讲稿共40页第三组实验实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）第14页，本讲稿共40页三、原电池的形成条件4.4.自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应第15页，本讲稿共40页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()()习题一：CAZnCuH2SO4CuZnA酒精A BA BZnH2SO4ACuH2SO4C DC DACuCuH2SO4第16页，本讲稿共40页ZnZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.Zn石墨石墨与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.FeZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.

6、CuZn与乙醇进行实验与乙醇进行实验.CuZn与一个西红柿与一个西红柿(或一个苹果或一个苹果)进行实验进行实验.CuZn与两个西红柿进行实验与两个西红柿进行实验.CuZn与橙汁进行实验与橙汁进行实验.巩 固 练 习第17页，本讲稿共40页病 例 分 析第18页，本讲稿共40页病 例 分 析第19页，本讲稿共40页病 例 分 析第20页，本讲稿共40页 你能为她开一个药方吗？第21页，本讲稿共40页练习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.()()()2H2H+2e+2e-H H2 2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：ZnZn2e2e-Z

7、nZn2+2+Zn+2HZn+2H+ZnZn2+2+H+H2 2第22页，本讲稿共40页()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：ZnZn2e2e-ZnZn2+2+2H2H+2e+2e-H H2 2Zn+2HZn+2H+ZnZn2+2+H+H2 2FeFe2e2e-FeFe2+2+CuCu2+2+2e+2e-CuCuFe+CuFe+Cu2+2+FeFe2+2+Cu+CuFe+CuSOFe+CuSO4 4Cu+FeSOCu+FeSO4 4第23页，本讲稿共40页锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某

8、种锂电池的总反应式是LiMnO2 LiMnO2。下列说法正确的是（）A.Li是负极，电极反应为Lie-Li+B.Li是正极，电极反应为Lie-Li-C.MnO2是负极，电极反应为MnO2e-MnO2-D.锂电池是一种环保型电池第24页，本讲稿共40页书写电极反应式，注意几点：（1）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应式的一切规则；（2）负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关；(3)两极电极反应式中的电子得失数目（一般）保持相等。（4）两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。第25页，本讲稿共40页 H2SO4(aq

9、)CuSO4(aq)ZnCu负极():.正极():.总反应式:.负极():.正极():.总反应式:.请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.AgFeZn Zn2e-=Zn2+Cu Cu2+2e-=Cu Zn+Cu2+=Zn2+CuFe Fe2e-=Fe 2+Ag 2H+2e-=H2 Fe+2H+=Fe 2+H2 Ie-e-I第26页，本讲稿共40页 原电池原理的应用原电池原理的应用制作化学电源制作化学电源加快反应速率：加快反应速率：例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量较慢，可加入少量CuSO4以加

10、快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀应而使钢铁遭到腐蚀 第27页，本讲稿共40页 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b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：()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B练 习

11、第29页，本讲稿共40页 如图所示，各烧杯中均盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 （）A.B.C.D.第30页，本讲稿共40页有有人人设设计计了了PtPt和和ZnZn为为电电极极材材料料的的电电池池埋埋入入人人体体内内作作为为某某种种心心脏脏病病人人的的心心脏脏起起搏搏器器的的能能源源，它它依依靠靠人人体体体体液液中中含含有有一一定定浓浓度度的的溶溶解解氧氧、H H+和和ZnZn2+2+进行工作，则进行工作，则 A Pt作负极 B 正极电极反应：2H+2e-=H2 C 负极电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-D 正极电极反应：O2+4H+4e-=2H2O第31页，本讲稿共40页习题

12、四4.4.一一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（）C CABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl第32页，本讲稿共40页三、发展中的化学电源第33页，本讲稿共40页第34页，本讲稿共40页第35页，本讲稿共40页干电池负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH4+2e-=2NH3+H2产生的H2和MnO2作用：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O第36页，本讲稿共40页第37页，本讲稿共40页铅蓄电池的反应原理负极：负极：Pb-2e-=Pb2+负极：负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：正极：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：PbO2 PbH2SO4=2PbSO4+2H2OPbO2 PbH2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电第38页，本讲稿共40页氢氢氧氧燃燃料料电电池池:KOH2H2+4OH-4e =4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-第39页，本讲稿共40页第40页，本讲稿共40页