6.2.1化學(xué)反應(yīng)與電能（第1課時(shí)）【化學(xué)課外】

1、化學(xué)反應(yīng)與電能（第1課時(shí)）1.一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化成另一種形式的能量,能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中要遵循能量守恒定律。2.化學(xué)能是能量的一種形式,你知道化學(xué)能的轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。3.氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子,化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng);還原劑失去電子,化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng)。4.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。寫(xiě)出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,并用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:水電站一次能源：直接從自然界取得的能源稱(chēng)為一次能源一、能源水能風(fēng)能石油天然氣原煤火電站二次能源：一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱(chēng)為二次能源電能蒸汽16.6%2.1%5.1%76.2%我國(guó)化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖

2、 電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱(chēng)為電力。二、 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能2.關(guān)鍵燃燒(氧化還原反應(yīng))估計(jì)在2050年火電仍居首位 火電，又稱(chēng)為火力發(fā)電。那么，火究竟是如何轉(zhuǎn)化為電？2001年我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成圖 火力發(fā)電是我國(guó)主要的發(fā)電方式。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用燃料發(fā)熱,加熱水,形成高溫高壓過(guò)熱蒸汽,然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)中不斷膨脹做功,沖擊汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(電磁場(chǎng))旋轉(zhuǎn),定子線圈切割磁感線,發(fā)出電能。(1)火力發(fā)電存在幾種形式的能量轉(zhuǎn)化?提示:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能3種形式。(2)試分析火力發(fā)電有

3、哪些弊端?提示:使用的化石燃料屬于不可再生資源;化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體(如SO2、CO等)及粉塵,污染環(huán)境;能量經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)化,能量利用率低?；剂先紵?推動(dòng)蒸汽機(jī) 加熱水蒸氣 帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 化學(xué)能 熱能 機(jī)械能 電能 火力發(fā)電工作原理示意圖化石燃料化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能火力發(fā)電的化學(xué)深層本質(zhì)分析燃燒氧化還原反應(yīng)氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移火力發(fā)電將化學(xué)能經(jīng)一系列能量轉(zhuǎn)化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過(guò)程關(guān)鍵本質(zhì)本質(zhì)引起火電廠存在的主要優(yōu)缺點(diǎn)排出大量溫室氣體排出廢氣（SO2），可能導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生廢渣、廢液能量轉(zhuǎn)化效率低缺點(diǎn)：煤炭是有限的不可再生資源優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)、方

4、便、資源豐富思考：假設(shè)你是電力工程師，面對(duì)這些利與弊，你會(huì)如何應(yīng)對(duì)呢？a、改進(jìn)火力發(fā)電b、研究新的發(fā)電方式 方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費(fèi)能源，更方便。思考與交流：在你的生活和學(xué)習(xí)中，或你了解的范圍里，還有哪些需要使用電池的產(chǎn)品或器具？各使用什么樣的電池？鋰電池干電池疊層電池各類(lèi)電池紐扣電池三.化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能原電池(1)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論 _鋅與稀硫酸_,銅與稀硫酸_鋅片上有氣泡,銅片上無(wú)氣泡反應(yīng)不反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論 _產(chǎn)生H2(還原反應(yīng))的位置發(fā)生了改變 _該裝置將_轉(zhuǎn)化為_(kāi)鋅片上無(wú)氣泡,銅片

5、上有氣泡鋅片上無(wú)氣泡,銅片上有氣泡,電流表指針偏轉(zhuǎn)化學(xué)能電能現(xiàn)象銅片鋅片電流表Zn片表面沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，鋅片溶解Cu片有氣泡產(chǎn)生電流表指針偏轉(zhuǎn)結(jié)論：有電流產(chǎn)生 ，裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)驗(yàn)2-4 實(shí)驗(yàn)探究請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在課本P41表中：2、定義：能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，叫做原電池。學(xué)與問(wèn)：根據(jù)所了解的電學(xué)知識(shí)，你知道電子時(shí)怎樣流動(dòng)的嗎？如何判定裝置的正負(fù)極？從能量轉(zhuǎn)變看：原電池是將 能轉(zhuǎn)變?yōu)?的裝置。從化學(xué)反應(yīng)看，原電池的原理是 中失去的電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳遞給 ，使氧化還原反應(yīng)分別在 上進(jìn)行?；瘜W(xué) 電能 氧化還原反應(yīng) 還原劑 氧化劑 兩個(gè)電極 實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩

6、個(gè)電極材料負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：電極材料需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）3.構(gòu)成原電池的條件注意:沒(méi)有氧化還原反應(yīng),就不可能有原電池,換句話說(shuō)常溫下能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),理論上都可以設(shè)計(jì)成原電池構(gòu)成條件有兩種活動(dòng)性不同的金屬有電解質(zhì)溶液；構(gòu)成閉合電路；能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)即：兩極一液一連環(huán)，負(fù)極氧化正極還或一種金屬與一種非金屬導(dǎo)體(如石墨)酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化還原反應(yīng)思考(1)兩個(gè)活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接，插入電解質(zhì)溶液中就能構(gòu)成原電池嗎

7、？答：不一定。構(gòu)成原電池除具備兩種活潑性不同的金屬電解質(zhì)溶液形成閉合回路外，還必須有一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)在銅鋅稀硫酸原電池中，電子由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向銅，再由銅通過(guò)電解質(zhì)溶液到達(dá)鋅嗎？答：電子只能在兩極和外電路中流動(dòng)，不能進(jìn)入溶液，在溶液中是陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)。(3)原電池內(nèi)部陰、陽(yáng)離子是如何移動(dòng)的？原因是什么？答：陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。這是因?yàn)樨?fù)極失電子，生成大量陽(yáng)離子積聚在負(fù)極附近，致使該極附近有大量正電荷，所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極；正極得電子，該極附近的陽(yáng)離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近陰離子數(shù)目相對(duì)增多，帶負(fù)電荷，所以溶液中的陽(yáng)離子要移向正極。構(gòu)成

8、原電池的條件 有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。 兩電極材料需插入電解質(zhì)溶液請(qǐng)判斷下列各裝置是否是原電池？為什么？ 形成閉合回路 ZnAZnSO42H+H+AZnSO42H+H+CAZnCu煤油SO42H+H+SO42ZnH+H+CuA(x)(x)()(x)AZnSO42H+H+木條(x)練習(xí)1.下列裝置中能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是()B解析A項(xiàng)，兩個(gè)電極都是Cu，不能構(gòu)成原電池，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，符合構(gòu)成原電池的條件，正確；C項(xiàng)，Zn、Cu兩個(gè)電極分別置于兩個(gè)分離的燒杯中，不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，酒精是非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，錯(cuò)誤。練習(xí)2.如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()AB極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu和稀鹽酸C.C中陽(yáng)離子向A極移動(dòng)D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)C解析原電池中，一般是負(fù)極的較活潑金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，逐漸溶解，質(zhì)量減小，故A極為負(fù)極，B極為正極