第二章第二节化学能与电能优秀PPT.ppt
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1、第二章第二节化学能与电能第一页,本课件共有55页一、能源一、能源1 1、定义:、定义:能源就是能提供能量的资源,包括化石能源就是能提供能量的资源,包括化石燃料(煤、石油、天然气)、氢能、地热能、太阳燃料(煤、石油、天然气)、氢能、地热能、太阳能、风能、流水、潮汐以及柴草等能、风能、流水、潮汐以及柴草等1)1)、不可再生能源:、不可再生能源:经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源煤、石油、天然气煤、石油、天然气2)2)、可再生能源:、可再生能源:可持续再生,永远利用的能源可持续再生,永远利用的能源太阳能、风能、水能、地热能、海洋能和生物太阳能、风能、水能、地热能
2、、海洋能和生物质能等质能等2 2、根据性质分类、根据性质分类第二页,本课件共有55页一次能源:从自然界中直接取得的能源一次能源:从自然界中直接取得的能源如如:煤煤,石油石油,天然气、流水、风能、太阳能等天然气、流水、风能、太阳能等二次能源:二次能源:经一次能源加工转移得到的能源经一次能源加工转移得到的能源如电能、蒸汽、氢能、沼气、水煤气。如电能、蒸汽、氢能、沼气、水煤气。3 3、根据转换过程分类、根据转换过程分类 下列属于一次能源的是:下列属于一次能源的是:属于二次能源的是:属于二次能源的是:属于新能源的是:属于新能源的是:A A、风能、风能 B B、电能、电能 C C、氢能、氢能 D D、阳
3、光、阳光 E E、天然气、天然气 A D EA D EB CB CA C DA C D新能源的特点新能源的特点 资源丰富,可以再生,没有污染或很少污染资源丰富,可以再生,没有污染或很少污染例:太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等例:太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等第三页,本课件共有55页化学能化学能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机1、火力发电工作原理、火力发电工作原理热能热能机械能机械能电能电能 二、化学能转化为电能二、化学能转化为电能化石燃料化石燃料第四页,本课件共有55页第七页,本课件共有55页现象:现象:1.1.锌片表面有气锌片表面有气泡,较慢,锌片不断溶泡,较慢,锌片不断溶解,
4、铜片表面无现象。解,铜片表面无现象。2.2.当铜丝与锌片连接后当铜丝与锌片连接后:铜片表面有气泡放出,铜片表面有气泡放出,放出气泡的速率明显加放出气泡的速率明显加快,锌片溶解。快,锌片溶解。稀稀H2SO4ZnCu【探究实验探究实验1 1】第八页,本课件共有55页2 2、原电池、原电池1 1)概念)概念:化学能转变为电能的装置化学能转变为电能的装置电极材料电极材料电极反应式电极反应式反应类型反应类型电极电极Zn片片Cu片片总的离子反总的离子反应方程式应方程式Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2负极负极
5、正极正极还原反应还原反应氧化反应氧化反应ZnCu稀稀稀稀H H2 2SOSO4 42 2)原电池工作原理)原电池工作原理CuCu起传导电子的作用。起传导电子的作用。第九页,本课件共有55页3 3)电子流向与电流方向:)电子流向与电流方向:电子流向:负极失电子,电子流向:负极失电子,负极负极导线导线正极,正极,在正极表面的氧化剂得电子在正极表面的氧化剂得电子电流方向:与带负电粒子移动方向相反,电流方向:与带负电粒子移动方向相反,与带正电粒子移动方向相同与带正电粒子移动方向相同 外电路:正极外电路:正极导线导线负极负极 内电路:负极内电路:负极电解质溶液电解质溶液正极正极(原电池内部电解质溶液只有
6、离子的移动)(原电池内部电解质溶液只有离子的移动)阳离子移向正极,阴离子移向负极阳离子移向正极,阴离子移向负极ZnCu稀稀稀稀H H2 2SOSO4 4CuCu起传导电子的作用。起传导电子的作用。第十页,本课件共有55页第二课时第二课时第十一页,本课件共有55页请你当医生请你当医生第十二页,本课件共有55页你知道什么原因吗?你知道什么原因吗?第十三页,本课件共有55页形成条件一:要有活泼性不同的两个电形成条件一:要有活泼性不同的两个电极(或一种是能导电的非金属单质)极(或一种是能导电的非金属单质)形成条件二:电极需放入电解质溶液中形成条件二:电极需放入电解质溶液中第十四页,本课件共有55页形成
7、条件三:必须形成闭合回路形成条件三:必须形成闭合回路ZnCu稀稀稀稀H H2 2SOSO4 4CCu稀稀稀稀H H2 2SOSO4 4本质条件:能自发进行氧化还原反应本质条件:能自发进行氧化还原反应第十五页,本课件共有55页(1 1)有两种活动性不同的金属(或一种是非金)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质)作电极属单质)作电极(2 2)电极材料均插入电解质溶液中。)电极材料均插入电解质溶液中。(3 3)两极相连形成闭合电路。)两极相连形成闭合电路。(4 4)内部条件:能自发进行氧化还原反应)内部条件:能自发进行氧化还原反应 4)构成原电池的条件)构成原电池的条件第十六页,本课件共有55
8、页分析下列装置说说能否形成原电池?能够成的分析下列装置说说能否形成原电池?能够成的指出正负极,电子移动方向,并说出反应类型指出正负极,电子移动方向,并说出反应类型A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCu酒精酒精ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4*A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4ZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4 A AC CCuCuHClHCl第十七页,本课件共有55页AlMgNaOH溶液溶液AlMg稀硫酸稀硫酸 请分别判断下列装置是否能构成原电池,请分别判断下列装置是否能构成原电池,并说出理由。是原电
9、池的指出正负极。并说出理由。是原电池的指出正负极。【思考与交流】注:物质的氧化还原性与物质本身的性质有关,注:物质的氧化还原性与物质本身的性质有关,还与温度、介质有关。因此原电池电极的确定还与温度、介质有关。因此原电池电极的确定不仅与电极材料有关,还与电解质溶液有关不仅与电极材料有关,还与电解质溶液有关2Al+2OH+2H2O =2AlO2+3H2第十九页,本课件共有55页浓硝酸浓硝酸FeCu稀硫酸稀硫酸FeCu 请分别判断下列装置是否能构成原电池,并说请分别判断下列装置是否能构成原电池,并说出理由。是原电池的指出正负极。出理由。是原电池的指出正负极。【思考与交流思考与交流】第二十页,本课件共
10、有55页5)原电池的正负极的判断方法)原电池的正负极的判断方法微观判断:根据电子、离子移动或电流方向微观判断:根据电子、离子移动或电流方向宏观判断:宏观判断:根据电极材料根据电极材料根据原电池电极发生的反应根据原电池电极发生的反应根据电极反应现象:根据电极反应现象:减轻一极为负极减轻一极为负极电极增重或有气泡冒出一极为正极电极增重或有气泡冒出一极为正极通常活泼性强的金属为负极通常活泼性强的金属为负极除除FeFe或或AlAl与与CuCu及浓硝酸;及浓硝酸;MgMg、AlAl与与NaOHNaOH溶液外溶液外负极失负极失e-e-发生氧化反应,正极得发生氧化反应,正极得e-e-发生还原反应发生还原反应
11、第二十一页,本课件共有55页例:如图装置,电流表例:如图装置,电流表G G发生偏转,同时发生偏转,同时A A极逐极逐渐变粗,渐变粗,B B极逐渐变细,极逐渐变细,C C为电解质溶液,则为电解质溶液,则A A、B B、C C应是下列各组中的哪一组(应是下列各组中的哪一组()A A、A A是锌,是锌,B B是铜,是铜,C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜,是铜,B B是锌,是锌,C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁,是铁,B B是银,是银,C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg,B B是铁,是铁,C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液
12、G G C CA AB BD第二十二页,本课件共有55页6 6)电极反应方程式的书写)电极反应方程式的书写负极(锌片):负极(锌片):ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+正极(铜片):正极(铜片):CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu 总反应总反应:Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn =Zn 2+2+Cu+Cu 负极:较活泼金属(负极:较活泼金属(M M)失电子)失电子 氧化反应氧化反应:M-neM-ne-=Mn+n+正极:氧化剂得电子正极:氧化剂得电子 还原反应还原反应:A Am+m+me+me-=A=A 正极正极+负极负极=总反应总反应一般书写步骤:一般书写步骤:根据材料找准正负极根
13、据材料找准正负极分析总反应离子方程式,找出氧化反应、分析总反应离子方程式,找出氧化反应、还原反应还原反应第二十三页,本课件共有55页第三课时第三课时第二十四页,本课件共有55页1)CuZn与与CuCl2溶液溶液2)Cu石墨与石墨与FeCl3溶液溶液3)FeCu与浓硝酸与浓硝酸4)MgAl与与NaOH溶液溶液随堂练习随堂练习写出下列原电池的电极反应、总反应写出下列原电池的电极反应、总反应一般书写步骤:一般书写步骤:根据材料找准正负极根据材料找准正负极分析总反应方程式,找出氧化反应分析总反应方程式,找出氧化反应(负极负极)、还、还原反应(正极)原反应(正极)比较复杂的灵活运用:正极比较复杂的灵活运
14、用:正极+负极负极=总反应总反应第二十五页,本课件共有55页练习练习3:Cu3:Cu、FeFe作两极,浓硝酸作电解作两极,浓硝酸作电解质溶液的原电池中:质溶液的原电池中:.Cu.Cu作作_极极,.Fe,.Fe作作_极极电极反应式是:电极反应式是:负极负极_正极正极_总反应式是:总反应式是:_负负正正Cu-2e-=Cu2+2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2OCu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O第二十六页,本课件共有55页负极:负极:2Al+8OH-6e-=2AlO2-+4H2O Mg AlANaOHNaOH溶液溶液总反应:总反应:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3
15、H2正极:正极:6H2O+6e-=3H2+6OH-第二十七页,本课件共有55页1、根据材料找准、根据材料找准电电极并判断反极并判断反应类应类型型2、根据两极反、根据两极反应应及介及介质质判断生成物:判断生成物:考考虑虑后后续续反反应应,判断生成物,判断生成物3、计计算算电电子子转转移数移数4、三守恒定律配平、三守恒定律配平电电极反极反应应式式5、灵活运用、灵活运用总总反反应应及各及各电电极反极反应应的关系的关系5 5)电极反应方程式的书写)电极反应方程式的书写第二十八页,本课件共有55页1 1、普通锌锰干电池普通锌锰干电池(一一)干电池干电池(一次电池一次电池)二、发展中的化学电源二、发展中的
16、化学电源负负 极:极:_正正 极:极:_电解质:电解质:_ZnNH4Cl普通锌锰干电池普通锌锰干电池缺点缺点:放电量小,放电过程:放电量小,放电过程中易气涨或漏液中易气涨或漏液碱性锌碱性锌-锰干电池:锰干电池:电解质:电解质:KOH碳棒碳棒第二十九页,本课件共有55页(二)充电电池(二次电池,能够重复使用)二)充电电池(二次电池,能够重复使用)1 1、铅蓄电池:、铅蓄电池:正极:正极:PbOPbO2 2 负极:负极:Pb Pb 电解质溶液:硫酸溶液电解质溶液:硫酸溶液电极反应:(电极反应:(PbSOPbSO4 4不溶于水)不溶于水)负极:负极:正极:正极:Pb+SO42-2e-PbSO4PbO
17、2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电缺点:缺点:优点:优点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可靠、价格低廉第三十页,本课件共有55页例例1 1、镍镉充电电池:它是一种体积少,具有残留、镍镉充电电池:它是一种体积少,具有残留性记忆的充电电池,可重复使用性记忆的充电电池,可重复使用500500次以上。它以次以上。它以CdCd为负极,为负极,NiO(OH)NiO(OH)为正极,为正极,KOHKOH为电解液
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