化学能与电能1(精品).ppt

《化学能与电能1(精品).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学能与电能1(精品).ppt（41页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量病病 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？能源能源 一次能源：直接从自然界取得的一次能源：直接从自然界取得的 能源。能源。二次能源：一次能源经过加二次能源：一次能源经过加工、工、转换得到的能源。转换得到的能源。一次能源：一次能源：二次能源二次能源：蒸汽蒸汽电能电能水能水能风能风能石油石油天然气天然气原煤原煤电能（电力）：二次能源电能（电力）：二次能源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 电能电能一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化a.我国煤炭

2、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?温馨引导：温馨引导：什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能的前提呢？请说明原因。的前提呢？请说明原因。化学能化学能 电能电能直接直接考虑火力发电的利弊研究新的发电方式考虑火力发电的利弊研究新的发电方式方式之一就是尝试将化学能直接转化为方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少

3、中间电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。费能源，更方便。化学能电能化学能电能？（看书（看书P40页第二、三段，回答问题）页第二、三段，回答问题）1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学、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。能要经过一系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、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。应在两个不同区域进行。3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电

4、子从氧化剂区域流向还原剂区域。氧化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，、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。化学物质的选择。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。直接直接【实验一实验一】分别把锌片和铜片插入到稀分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中中,观察现象。观察现象。锌片上有气泡锌片上有气泡,铜片上没有气泡铜片上没有气泡Zn+2H+Zn2+H2【实验二实验二】再用导线把锌片和铜片连接起来，观察铜再用导线把锌片和铜片连接起来，观察铜片上有无气泡产生？片上有无气泡产生？在导线中间接入一个电流表，在导线中间接入一

5、个电流表，观察电流表的指针是否偏转观察电流表的指针是否偏转?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 根据所学的电学知识，你知道电子是怎根据所学的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？负极：电子流出的极，失去电子，发生负极：电子流出的极，失去电子，发生氧化反应氧化反应正极：电子流入的极，得到电子，发生还正极：电子流入的极，得到电子，发生还原反应原反应负极负极正极正极e-e-e-一、原电池1定义

6、：定义：把把化学能化学能转变为转变为电能电能的装置的装置.氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+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2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）2 2 原电池工作原理：原电池工作原理：构成原电池应有怎样的条件构成原电池应

7、有怎样的条件探究活动：探究活动：3 原电池化学反应本质：氧化还原反应原电池化学反应本质：氧化还原反应 较活泼的金属发生氧化反应，较活泼的金属发生氧化反应，电子电子从从较活泼的金属（较活泼的金属（负极负极）通过外电路流向通过外电路流向较较不活泼的金属（不活泼的金属（正极正极）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：两极之间填充电解质溶液；形成条件二：两极之间填充电解质溶液；第二组实验第二组实验 盐酸45构成原电池的条件构成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：通常用活泼性不同的两种材料作电极通常用活泼性不同的两种材料作电极负极：较活泼的金

8、属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）第一组实验第一组实验132探究实验探究实验2 2第三组实验第三组实验形成条件三：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）6（可以）（可以）构成原电池的条件：构成原电池的条件：1、两个活泼性不同的电极、两个活泼性不同的电极 2、电解质溶液、电解质溶液 3、形成闭合回路、形成闭合回路1,ZnZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.2,Zn石墨石墨与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.3,FeZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.4,CuZn与乙醇进行实验与乙醇进行实验.5,CuZn

9、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.6,CuZn与两个西红柿进行实验与两个西红柿进行实验.7,CuZn与橙汁进行实验与橙汁进行实验.以上组合可以组成原电池以上组合可以组成原电池2,3,5,7例例1例例2 把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，则四种金上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的

10、为：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例例4 4、一个原电池的总反应的离子方程式、一个原电池的总反应的离子方程式Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu，该反应的原电该反应的原电池的组成正确的是（池的组成正确的是（）ABCD正极正极ZnZnAgCuCuCuCu负极负极CuCuCuCuZnZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuClCuCl2 2H2SO4CuSO4FeClFeCl2 2c例例3、在用锌片、铜片和稀硫酸组成、在用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中的原电池装置中,经过一段时间工经过一段时间工作后

11、作后,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A、锌片是正极锌片是正极,铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生B、电流方向是从电流方向是从 锌片流向铜片锌片流向铜片C、溶液中硫酸的物质的量减小溶液中硫酸的物质的量减小D、电解液的电解液的PH保持不变保持不变 C例例5 请根据反应请根据反应:2Fe3+Fe =3 Fe 2+设计原电池，你有哪些可行方案设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-Cu FeCl3Fe-C Fe(NO3)3Fe-Ag Fe2(SO4)3根据反应设计原电池，你有哪些可行方案根据反应设计原电池，你有哪些可行方案?（2Fe3+Fe =3 Fe 2+）负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液F

12、eCuCAgFeCl3Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池干电池碱性电池（1）干电池结构及电极反应原理）干电池结构及电极反应原理（1）干电池结构及电极反应原理）干电池结构及电极反应原理负极：负极：Zn 2e-=Zn2+正极：正极：2NH4+2e-=2NH3+H2Zn +2NH4+=Zn2+2NH3+H2电池总反应式：电池总反应式：特点：特点：a：一次性电池，不可逆一次性电池，不可逆b：用用KOH代替代替NH4Cl能提高能提高 性能，延长寿命性能，延长寿命蓄电池（2）充电电池）充电电池(又称二次电池又称二次电池)2充电

13、电池充电电池(又称二次电池又称二次电池)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(-)(+)负极负极:Pb+SO42-2e-=PbSO4 Pb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O正极正极:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O铅蓄电池铅蓄电池特点：特点：电池总反应式：电池总反应式：二次电池二次电池,可再次充电使用，寿命不长可再次充电使用，寿命不长 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）氢氢氧氧燃燃料料电电池池(3)(3)燃料电

14、池燃料电池(3)(3)氢氧氢氧燃料电池燃料电池 新型电池中，电极的导电材料一般多新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。正极是通入氧化剂的一方。氢氧燃料电池，电解质溶液为氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢的氢 氧化钾溶液氧化钾溶液.正极：正极：O2+4e+2H2O=4OH-负极：负极：2H2 4e+4OH-=4H2O总反应式：总反应式：2H2+O2=2H2O特点：特点：高效高效,环境污染少环境污染少,外加设备供给氧化剂外加设备供给氧化剂新型燃料电池：该电池用金属铂片插入新型燃料电池：该电池用金属铂片插入K

15、OH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应：气。电极反应：负极：负极：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O正极：正极：2O2+4H2O+8e-8OH-总反应：总反应：CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O4、环保问题、环保问题电池的回收利用电池的回收利用KOH溶液溶液H2O2H2Oa b例例1,1,19691969年美国年美国“阿波罗阿波罗1111号号”登月成功。飞船上使用登月成功。飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。在电极表面放电。1 1、a a是是 极，极，b b是是 极极电极反应式分别为：电极反应式分别为：负负正正