高中化学化学能与电能新人教必修.pptx

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1、情情 景景 导导 入入第二节化学能与电能第二节化学能与电能课课 标标 点点 击击预预 习习 导导 学学典典 例例 精精 析析课 堂 导 练第1页/共37页第2页/共37页格林太太是一位美丽、乐观的中年妇女，当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的，另一颗是不锈钢的。令人百思不解的是自从镶上不锈钢假牙后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未好转。后来一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。原来是两颗金属的假牙与唾液中的电解质形成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头痛。原电池是如何形成的？它需要什么

2、条件？第3页/共37页第4页/共37页1了解化学能与电能的转化关系。2初步了解化学电池的工作原理及应用。3了解研制新型电池的重要性。4会书写简单的电极反应式。第5页/共37页第6页/共37页化学能转化为电能化学能转化为电能 1一次能源和二次能源(1)一次能源直接从_取得的能源，包括风力、_、潮汐、_、原煤、_、天然气、天然铀矿等。(2)二次能源_经过加工、转换得到的能源，如电力、蒸汽等。2化学能与电能的相互转化(1)燃煤发电的能量转换过程1(1)自然界流水地热石油(2)一次能源2(1)化学能热能机械能电能第7页/共37页(2)原电池实验操作实验现象铜片：_锌片：_溶解电流表指针：_原因Cu片：

3、_。Zn片：_。(2)产生气泡逐渐发生偏转溶液中H在铜片上得电子生成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出Zn易失电子，被氧化成Zn2进入溶液中第8页/共37页定义：把_转化为_的装置。构成条件：具有_的两个电极；具有_；电极间构成_。反应本质化学电池的反应本质是_反应。(3)电极方程式表示正、负极发生反应的方程式。如上述实验中负极方程式为：_，正极方程式为：_。(4)电极负极：_电子、发生_反应的电极。正极：_电子、发生_反应的电极。化学能电能活泼性不同电解质溶液闭合回路氧化还原(3)Zn2e=Zn22H2e=H2(4)失氧化得还原第9页/共37页综合拓展综合拓展一、原电池的工作原理(以C

4、u、Zn、稀硫酸组成的原电池为例)1化学电池的反应本质是氧化还原反应。2能量转化是把化学能转化为电能。3电子流向：在外电路(导线)中由负极流向正极。4电流方向：在外电路(导线)中由正极流向负极。5离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。6两极反应：负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应。第10页/共37页其工作原理可简单表示如下：特别关注：正极或负极本身都不一定发生反应。有的电池中只负极本身反应而正极不反应；有的电池中正、负极本身都反应；有的电池中正、负极本身都不反应。第11页/共37页二、正负极的判断方法1根据电极材料判断一般来讲，活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导

5、电的非金属为正极。2根据电流方向或电子流动方向来判断在外电路(导线)上，电流由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。3根据反应类型判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。4根据现象判断溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。第12页/共37页特别关注：在判断原电池正负极时，不要只根据金属活泼性的相对强弱，还要考虑电解质溶液。(1)MgAl和稀HCl构成原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀HCl换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。(2)AlCu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓HNO3，Cu作负极。三、原电池原

6、理的应用1比较金属活泼性作负极的金属活泼性强，作正极的金属活泼性弱。2改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。第13页/共37页3保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀。在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。4原电池的设计以ZnCuSO4=ZnSO4Cu为例说明第14页/共37页电极材料及电解质装置图特别关注：在设计原电池时，若给出的是离子反应方程式，如：FeCu2=CuFe2，此时电解质不确定为具体的物质，只要是可溶性

7、铜盐即可，如CuCl2、CuSO4等。第15页/共37页尝试应用尝试应用1下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程，正确的是()A化学能热能机械能电能B热能化学能机械能电能C机械能化学能热能电能D热能机械能化学能电能2关于如右图所示装置的叙述中，正确的是()A铜是正极，铜片附近有气泡产生B铜片质量逐渐减少C锌是负极，锌片上有气泡产生D氢离子在锌片表面被还原AA第16页/共37页3下列装置中，能构成原电池的是()A只有(甲)B只有(乙)C只有(丙)D除(乙)均可以C 第17页/共37页发展中的化学电源发展中的化学电源 1干电池干电池是一种_电池，最早使用的是_，其负极是_。为防止漏电，改良后的碱性

8、锌锰电池将电池内的电解质_换成湿的_。2充电电池充电电池又称_电池，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，使电池恢复到放电前的状态。(1)铅蓄电池负极材料为_，正极材料为_，电解质为_。1一次性锌锰电池锌NH4ClKOH2二次(1)PbPbO2H2SO4第18页/共37页(2)镍镉电池正极材料为_，负极材料为_，电解质为_。(3)锂离子电池新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。3燃料电池(1)原理利用原电池的工作原理将_和_反应所放出的化学能直接转化为电能。(2)与其他电池的区别反应物不储存在_而是由外设装备提供燃料和氧化剂。(2)NiO(OH)CdKOH3(1)燃料氧

9、化剂(2)电池内部第19页/共37页综合拓展综合拓展一、发展中的化学电源表格见表格见Word文档文档第20页/共37页尝试应用尝试应用4下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极解析：电池分为一次电池、二次电池和新型电池(燃料电池)。手机上用的锂离子电池可以反复充放电，属于二次电池，A选项正确。锌比铜活泼，因此构成原电池时，锌失电子作负极，电子沿外电路流向正极铜，所以B选项错误。答案：B第21页/共37页5对化学电源的叙述正确的是()A化学电源比火力发电对化学

10、能的利用率高B化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C化学电源均是安全、无污染的D化学电源即为可充电电池解析：化学电池对化学能有较高的利用率，但不是用电的主要渠道，化学电池对环境的污染也日益严重，化学电池分一次性、可充电两大类。答案：A第22页/共37页第23页/共37页一、原电池的工作原理及形成条件 下列叙述中，正确的是()原电池是把化学能转变成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应不能自发进行的氧化还原反应通过原电池的装置可以实现碳棒能用来做原电池的正极反应Cu2Ag=Cu22Ag可以设计成原电池ABCD第24页/共37页解析：原电池是把化学能转化为电能的一

11、种装置，它是以自发的氧化还原反应为基础的，所以Cu2Ag=Cu22Ag可以设计成原电池。但原电池把氧化和还原反应分在两极上进行了，在负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。原电池形成时需要两个活泼性不同的电极，可以都是金属，也可以是金属和非金属，如碳棒可以来做原电池的正极。答案：B第25页/共37页变式应用变式应用1下列装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是()第26页/共37页解析：C中Zn作负极，C作正极，D中Fe作负极，C作正极。其中D中发生的电极反应如下。负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O22H2O4e=4OH。答案：C第27页/共37页二、原电池的应用 (2011年武汉)利

12、用Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2反应，设计一个原电池，写出电极反应式。解析：根据Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2可知Cu是还原剂，失电子，所以铜作负极，Fe3在正极得电子被还原，因此必须选择活泼性比铜弱的金属或惰性电极作正极，因为电解质溶液中阳离子得电子，故电解质溶液应为FeCl3溶液。答案：原电池装置如右图所示。负极(Cu)：Cu2e=Cu2；正极(C)：2Fe32e=2Fe2。第28页/共37页名师点睛：原电池的设计方法(见下表)设计思路实例以自发发生的氧化还原反应为基础2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极

13、反应氧化反应(负极)：Cu2e=Cu2还原反应(正极)：2Fe32e=2Fe2以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液负极材料：Cu正极材料：石墨或铂电解质溶液：FeCl3(aq)画出示意图第29页/共37页变式应用变式应用2某原电池总反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是()A正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液解析：理论上讲，任何一个氧化还原反应都可以设计成一个原电池。从原

14、电池总反应离子方程式上看，2Fe3Fe=3Fe2，Fe失去电子，作负极。因此正极为活动性比铁弱的金属或非金属(如碳棒、铂)，因此C项不符合此要求。Fe3在正极上得电子，因此电解质溶液中必含Fe3。A、B、D符合以上两个条件。答案：C第30页/共37页三、化学电源 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌纽扣电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液是KOH，电极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O和Ag2OH2O2e=2Ag2OH，总反应式为Ag2OZn=2AgZnO。下列有关银锌纽扣电池的叙述中正确的是A用完后可以随意扔掉B在使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极CZn是负极，

15、Ag2O是正极DZn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应第31页/共37页第32页/共37页变式应用变式应用3已知空气锌电池的电极反应如下：锌片电极：Zn2OH2e=ZnOH2O石墨电极：O2H2O2e=2OH可以判断石墨电极是()A负极，发生还原反应B正极，发生氧化反应C负极，发生氧化反应D正极，发生还原反应D 第33页/共37页第34页/共37页1下列说法正确的是()A原电池是把电能转变成化学能的装置B原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C原电池两极板均发生氧化反应和还原反应D原电池内部的阳离子向正极移动解析：要综合考虑原电池的概念、电极反应和电子移动的方向和电流方向。原电池中

16、的电子移动方向是：负极外电路正极，可见B选项错；阳离子向正极移动，得电子，发生还原反应，D项正确；在原电池中负极金属失去电子，发生氧化反应，而正极可以是溶液中的离子或空气中的氧气发生还原反应，C项错。答案：D第35页/共37页7将甲、乙两种金属的性质相比较，已知甲与水反应比乙与水反应剧烈单质甲能从乙的盐溶液中置换出单质乙甲的最高价氧化物对应水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应水化物的碱性强以甲、乙金属为电极构成原电池，甲作负极。能说明甲的金属性比乙强的是()A BC D解析：一般来说，金属的金属性越强，金属的还原性也就越强，越易与水或酸反应置换出氢气，其最高价氧化物对应的水化物碱性也越强。当金属之间发生置换反应时，一般是较活泼金属置换出较不活泼金属。当以两种金属为电极构成原电池时，一般金属性强的金属作原电池的负极。答案：C第36页/共37页感谢您的观看。感谢您的观看。第37页/共37页