化学能与电能(1).ppt_.ppt

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1、第二节第二节 化学能与电能化学能与电能2001年我国发电总量构成图年我国发电总量构成图火电站工作原理示意图火电站工作原理示意图n电力在当今社会的应用和作用。电力在当今社会的应用和作用。n我国目前和未来我国目前和未来发电总量的构成发电总量的构成。n火力发电的原理火力发电的原理是什么？是什么？n火力发电有什么利和弊？火力发电有什么利和弊？问：问：如何把化学能直接转化为电能呢如何把化学能直接转化为电能呢？思考：探究1：探究电池是如何产生电流的？探究电池是如何产生电流的？探究实验探究实验1、2、3、4：把把Zn和和Cu插入硫酸插入硫酸溶液中并使其接触溶液中并使其接触把把Zn和和Cu分别插入分别插入硫酸

2、溶液硫酸溶液解释或化学方程式解释或化学方程式 现现 象象操操 作作在在Zn和和Cu之间连接之间连接一个电流计一个电流计把把Zn和和Cu用导线连用导线连起来插入硫酸溶液起来插入硫酸溶液思考：n铜片上是什么气体？铜片上的电子从哪来？铜片上是什么气体？铜片上的电子从哪来？n锌片的质量有什么变化？锌片的质量有什么变化？n锌片和铜片上各发生什么反应？锌片和铜片上各发生什么反应？n从能量角度看，能量的转化形式是什么？从能量角度看，能量的转化形式是什么？分析：分析：n锌片和铜片上发生的反应：锌片和铜片上发生的反应：Zn片：片：Zn 2e-=Zn2+（氧化反应）氧化反应）Cu片：片：2H+2e-=H2 （还原

3、反应）还原反应）n当使氧化反应和还原反应在不同的区域进当使氧化反应和还原反应在不同的区域进行，并用导线把两个区域连起来时，还原行，并用导线把两个区域连起来时，还原剂发生氧化反应失去的剂发生氧化反应失去的电子通过导线移动电子通过导线移动到还原反应区域使氧化剂得到电子发生还到还原反应区域使氧化剂得到电子发生还原反应。原反应。结论：n在氧化还原反应的基础上，让氧化反应和还原反应分别在两极发生，化学能就直接转化成电能，从而产生电流。n能把化学能直接转化为电能的装置叫原电池。思考：镁片和铜片各是什么极？实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件一：形成条件一：活泼性不同活泼性不同的两个电极

4、的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或非金属导体（石墨）等正极：较不活泼的金属或非金属导体（石墨）等形成条件二：电极需插进形成条件二：电极需插进电解质溶液电解质溶液中中实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成形成条件三：必须形成闭合回路闭合回路实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件四：必须存在形成条件四：必须存在自发的氧化还原自发的氧化还原反应反应3.3.构成原电池的条件构成原电池的条件（1 1）有）有活泼性不同活泼性不同的两个电极的两个电极（2 2）两电极都接触）两电极

5、都接触电解质溶液电解质溶液（3 3）正极、负极、电解质溶液构成）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路闭合回路（4 4）在电极表面上能发生）在电极表面上能发生自发进行的自发进行的 氧化还原氧化还原反应反应。结论：形成原电池的条件为：结论：形成原电池的条件为：n两极两极:两种活动性不同的金属（或非金属单质）两种活动性不同的金属（或非金属单质）n溶液溶液:电解质溶液，而且电极均插入电解质溶液。电解质溶液，而且电极均插入电解质溶液。能自发的发生氧化还原反应能自发的发生氧化还原反应n闭合：闭合：两电极与电解质溶液形成闭合回路。两电极与电解质溶液形成闭合回路。有下列材料：有下列材料：Zn片、片、Cu片、导线

6、、水果片、导线、水果、电流计，请设计一个装置电流计，请设计一个装置使使电流计指针发生电流计指针发生偏转。偏转。试试一一试试1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，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，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()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：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu

7、2+Fe2+Cu思考：n原电池中的电极如何称呼和判断？原电池中的电极如何称呼和判断？（从电极材料和电极反应两个方面判断）（从电极材料和电极反应两个方面判断）n两个电极各发生什么反应？两个电极各发生什么反应？n影响原电池电流强弱的因素有哪些？影响原电池电流强弱的因素有哪些？n一个原电池的使用寿命跟哪些因素有关？一个原电池的使用寿命跟哪些因素有关？n哪些电池能充电？哪些电池能充电？1 1X X、Y Y、Z Z都都是是金金属属，把把X X浸浸入入Z Z的的硝硝酸酸盐盐溶溶液液中中，X X的的表表面面有有Z Z析析出出，X X和和Y Y组组成成原原电电池池时时，Y Y为为电电池池的的负负极极。X X、

8、Y Y、Z Z三种金属的活动性顺序为（三种金属的活动性顺序为（）（A A）X XY YZ Z （B B）X XZ ZY Y（C C）Y YX XZ Z （D D）Y YZ ZX X2 2下下列列装装置置哪哪些些可可以以形形成成原原电电池池?形形成成原原电电池池的的写写出电极反应式出电极反应式,并指出电子流动方向。并指出电子流动方向。【练习巩固】【练习巩固】小结：小结：n原电池装置特点：原电池装置特点：化学能转化为电能化学能转化为电能n形成条件：形成条件：两个活泼性不同的电极；两个活泼性不同的电极；电解质溶液；电解质溶液；形成闭合回路形成闭合回路n电极名称：电极名称：负极：较活泼金属；负极：较活

9、泼金属；正极：较不活泼金属或能导电的非金属。正极：较不活泼金属或能导电的非金属。n反应原理：反应原理：负极：发生氧化反应负极：发生氧化反应:负极本身失电子负极本身失电子 。正极：发生还原反应正极：发生还原反应:溶液中阳离子得电子。溶液中阳离子得电子。n电子流向：电子流向：负极正极导线导线习题参考习题参考1.1.化学电池是把化学能直接转化为电能的装置。其反应的基础是氧化还原化学电池是把化学能直接转化为电能的装置。其反应的基础是氧化还原反应。反应。2.2.一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用。一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完电之后就不能再使用。而蓄电池中的氧化

10、还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，而蓄电池中的氧化还原反应是可逆的，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。在充电时可以逆向进行，使生成物恢复原状。3.3.从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属（或石墨）作正极。从从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属（或石墨）作正极。从发生的反应判断：发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正发生的反应判断：发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。极。4.4.家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使用量随之剧增。废电池混家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使用量随之剧增。废电池混在垃

11、圾中，不仅污染环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年消耗量在垃圾中，不仅污染环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年消耗量为为3030亿只，因疏于回收而丢失铜亿只，因疏于回收而丢失铜740740吨，锌吨，锌1.61.6万吨，锰粉万吨，锰粉9.79.7万吨。另外，万吨。另外，普通干电池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若污染了土壤和水源，进普通干电池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若污染了土壤和水源，进入人类的食物链，就会发生入人类的食物链，就会发生“水俣病水俣病”（汞中毒）和（汞中毒）和“痛痛病痛痛病”（镉中毒）（镉中毒），这两种工业公害病，都在日本发生过，造成很多人死亡。，这两种工业公害病，都在日本发生过，造成很多人死亡。为防止悲剧重演，我们应该把废旧电池与其他垃圾分开，集中回收。许多为防止悲剧重演，我们应该把废旧电池与其他垃圾分开，集中回收。许多国家都很重视废旧电池的回收，如德国的很多商店要求顾客在购买电池时，国家都很重视废旧电池的回收，如德国的很多商店要求顾客在购买电池时，同时要把废旧电池交回商店；日本的分类垃圾箱里有一种专门放废旧电池同时要把废旧电池交回商店；日本的分类垃圾箱里有一种专门放废旧电池的黄色垃圾箱，垃圾箱的投入口有三个，分别标有普通电池、纽扣电池和的黄色垃圾箱，垃圾箱的投入口有三个，分别标有普通电池、纽扣电池和其他电池。其他电池。