人教版高中化學(xué)必修2-2.2《化學(xué)能與電能》教學(xué)課件1

1、2-2 化學(xué)能與電能化學(xué)能與電能水力發(fā)電站水力發(fā)電站火力發(fā)電站火力發(fā)電站二次能源：一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。一次能源：直接從自然界取得的能源。閱讀教材閱讀教材P39 P39 資料卡片資料卡片蒸汽蒸汽電能電能水能水能風(fēng)能風(fēng)能石油石油天然氣天然氣原煤原煤指出下列哪些是二次能源？指出下列哪些是二次能源？（2）若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？（1）將Zn片,Cu片分別平行插入H2SO4溶液中，各有什么現(xiàn)象？為什么？H+在在銅銅表面得到的電子是否為銅本身失表面得到的電子是否為銅本身失去的？為什么？電子從哪來？去的？為什么？電子從哪來？演示討論演示討論（3）

2、導(dǎo)線間接一電流計有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？1）電流計指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)？3）鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中c(H+)如何變化？4）請分別寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式，再寫出總反應(yīng)的離子方程式。2）從能量變化的角度分析這是一種什么裝置？Zn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 2H+2e-=H2還原反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2 H+ = Zn2+ + H25）電子流動的方向如何？電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片6）電流流動的方向如何？電流由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片7）硫酸溶液中的陰、陽離子應(yīng)該怎樣運動？ 為什么？H+向Cu片定向移動；SO42-向Zn片定向移動；保證電解質(zhì)溶液中“電荷守

3、恒”。e電子流向、電流流向：負(fù)極負(fù)極正極正極小結(jié)小結(jié)1、原電池：（1）定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。（2）反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（3）原電池正負(fù)電極的判斷方法負(fù)極：負(fù)極：正極：正極： 電子流出，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)電子流入，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)根據(jù)電極材料判斷根據(jù)電極材料判斷ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸A稀硫酸稀硫酸A負(fù)極負(fù)極: 較活潑的金屬較活潑的金屬正極正極: 較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體-+-+-+-+根據(jù)電子或電流流動方向判斷（外電路）：根據(jù)電子或電流流動方向判斷（外電路）：電子從負(fù)極流出

4、 沿導(dǎo)線 流入正極電流從正極流出 沿導(dǎo)線 流入負(fù)極ee根據(jù)離子的定向移動方向（內(nèi)電路）根據(jù)離子的定向移動方向（內(nèi)電路）陽離子向正極移動陽離子向正極移動陰離子向負(fù)極移動陰離子向負(fù)極移動根據(jù)電極反應(yīng)判斷根據(jù)電極反應(yīng)判斷失電子的反應(yīng)失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極負(fù)極得電子的反應(yīng)得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)正極正極根據(jù)現(xiàn)象判斷電極不斷溶解：負(fù)極有氣泡冒出、有固體析出：正極根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2+H2（負(fù)極） （在正極）CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）2、原電池的構(gòu)成條件1）兩種活潑性不同的金屬(或?qū)щ姺墙饘? 作電極。3）兩極相

5、連形成閉合回路。2）電極材料均插到電解質(zhì)溶液。 （負(fù)極在電解質(zhì)溶液中能夠輸出電子。）練習(xí)練習(xí)1 下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？稀硫酸稀硫酸ZnFe稀硫酸稀硫酸AgCuA稀硫酸稀硫酸ZnCuZnH2SO4溶液GH2SO4溶液HC（石墨）ZnZnHCl 溶液ICFe酒精JZnPbCH3COOH溶液K3、原電池工作原理在負(fù)極，物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；電子通過導(dǎo)體經(jīng)外電路由負(fù)極傳導(dǎo)至正極；在正極，物質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。負(fù)極正極電解質(zhì)溶液陰離子還原反應(yīng)氧化反應(yīng)陽離子原電池工作原理圖示外電路內(nèi)電路實踐活動實踐活動自制電池自制電池

6、水果電池。如下圖：水果電池。如下圖：4.原電池原理的應(yīng)用加快反應(yīng)速率：（形成原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快）例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕 例 X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為（ ）AXYZBXZYCYXZDYZXC因為因為X置換出置換出Z，所以金屬性，所以金屬性負(fù)極的金屬較活潑，所以負(fù)極的金屬較活潑，所以判斷金屬活動性的強弱判斷金屬活動性的強弱一般

7、說來一般說來: 活潑金屬作負(fù)極活潑金屬作負(fù)極,較不活潑的金屬作正極較不活潑的金屬作正極請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+設(shè)計成一個原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式 ：負(fù)極: .正極: . 1 1、電解液：、電解液： 硫酸銅、氯化銅、硝硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液酸銅等可溶性銅鹽溶液 2 2、電極材料：、電極材料： 負(fù)極：鐵，負(fù)極：鐵， 正極：銅、石墨或比正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬鐵不活潑的其他金屬 Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 制作化學(xué)電源制作化學(xué)電源練習(xí)

8、把A,B兩種不同的未知活潑性的金屬用導(dǎo)線連接后同時插入稀硫酸中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)A金屬上有氣體產(chǎn)生,則下列說法正確的是( )A. A為正極,A較活潑B. B為負(fù)極,B較活潑C. A上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D. A的質(zhì)量減小B間接：間接：直接：直接：化學(xué)能化學(xué)能燃燒燃燒熱能熱能蒸汽蒸汽機械能機械能發(fā)動機發(fā)動機電能電能裝置裝置原電池原電池構(gòu)成原電池的條件是什么？構(gòu)成原電池的條件是什么？3.原電池的工作原理是什么？原電池的工作原理是什么？什么是原電池？什么是原電池？4.2.將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？1）化學(xué)電池有三大類型：

9、、 、 。 一次性電池一次性電池 二次電池二次電池 燃料電池燃料電池 2）特點：一次電池：不可充電，如干電池（又稱為鋅錳電池，是最早使用的化學(xué)電池）二次電池：可循環(huán)利用，放電過程是將 能轉(zhuǎn)化為 能；充電過程是將 能轉(zhuǎn)化為 能?；瘜W(xué)化學(xué) 電電 電電 化學(xué)化學(xué)二、發(fā)展中的化學(xué)電源燃料電池：可不斷充入氧化劑、還原劑連續(xù)使用，最理想的燃料是 。（1）產(chǎn)物為水，無污染（2）與其它能源比，反應(yīng)相同質(zhì)量，放出能量多（3）來源廣H2 二、常見的化學(xué)電池1.干電池(一次性電池)電極:Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極方程

10、式：負(fù)極(Zn)：Zn2e-Zn2正極(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O鋅錳干電池(2)堿性鋅錳干電池隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。體積小、性能好的堿性鋅錳電池應(yīng)運而生。這類電池的重要特征是電解質(zhì)溶液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。2、鉛蓄電池（二次電池）鉛蓄電池鉛蓄電池:電極電極：Pb為負(fù)極為負(fù)極, PbO2為正極為正極.電解液電解液: 30%的的H2SO4溶液溶液電極反應(yīng)電極反應(yīng)式式:放電放電時：時：負(fù)極負(fù)極(Pb) ：

11、PbSO42-2e-PbSO4正極正極(PbO2) PbO24HSO422e-PbSO42H2O總電池反應(yīng)總電池反應(yīng):PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O鉛蓄電池:充電時：陰極(Pb)： PbSO4 2e- PbSO42-陽極(PbO2)： PbSO42H2O2e-PbO24HSO42總電解反應(yīng): 2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4通電通電3、鋰電池鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。4、新型燃料電池 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。氫氧燃料電池工作原理氫氧燃料電池電極:Pt制作的惰性電極反應(yīng)原理：a.電解質(zhì)溶液:KOH溶液負(fù)極：正極：總反應(yīng)：2H2+4OH4e-4H2OO22H2O 4e-4OH 2H2O22H2O氫氧氫氧燃料電池燃料電池電極電極:Pt制作的惰性電極制作的惰性電極反應(yīng)原理反應(yīng)原理:b.電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶