2013高一化學(xué)同步課件第2章節(jié)化學(xué)能與電能新人教版必修

1、第二節(jié) 化學(xué)能與電能 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量電能（電力）：二次能源一次能源和二次能源1,火力發(fā)電原理及過程燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)化學(xué)能 熱能 機(jī)械能 電能一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化火力發(fā)電優(yōu)點(diǎn):a.我國煤炭資源豐富,廉價(jià)方便.b.電能清潔安全,又快捷方便.火力發(fā)電缺點(diǎn):a.排出大量的溫室效應(yīng)氣體.b.有廢氣可能導(dǎo)致酸雨c.廢料廢水d.儲(chǔ)量有限e.能量轉(zhuǎn)換效率低化學(xué)能電能？（看書P35頁第二、三段，回答問題）1、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為電能。2、把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行。3、需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電子從氧化劑

2、區(qū)域流向還原劑區(qū)域。4、考慮氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的條件和環(huán)境，化學(xué)物質(zhì)的選擇。5、從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題?！緦?shí)驗(yàn)一】分別把鋅片和銅片插入到稀H2SO4中,觀察現(xiàn)象。一,原 電 池 原 理鋅片上有氣泡,銅片上沒有氣泡Zn+ 2H+ Zn2+ + H2【實(shí)驗(yàn)二】再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來，觀察銅片上有無氣泡產(chǎn)生？在導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)? A實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：導(dǎo)線中有電流通過電子流動(dòng).avi原電池“負(fù)極出電子，電子回正極” 2、變化: 活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)向外線路提供電子原電池的負(fù)極； 不活潑金屬（或石

3、墨）發(fā)生還原反應(yīng)接受外線路提供的電子原電池的正極。 一、原電池1、定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)必發(fā)生得電子的還原反應(yīng)電極材料現(xiàn)象電子得失電極反應(yīng)原電池的電極Zn片Cu片總的離子反應(yīng)方程式失得Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2負(fù)極正極Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有氣體產(chǎn)生Zn片溶解4、原電池的構(gòu)成條件 兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和 另一種非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極。電解質(zhì)溶液。電極用導(dǎo)線相聯(lián)構(gòu)成閉合回路。3、化學(xué)電池的組成:正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液以及容器。5,原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)： 較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金

4、屬（正極） 氧化還原反應(yīng)例1： 銅.鋅.稀H2SO4組成的原電池電極反應(yīng)式: 負(fù)極(Zn): Zn -2e- = Zn2+(氧化反應(yīng))電極本身失去電子. 正極(Cu): 2H+2e- = H2 (還原反應(yīng))電解質(zhì)溶液中的陽離子得電子.注: 得失電子相等, 總反應(yīng)式:兩式相加 2H+ Zn= H2 + Zn2+ 或 Zn+ H2SO4=ZnSO4+H2 CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）例2病 例 分 析例3病 例 分 析病 例 分 析 你能為她開一個(gè)藥方嗎？6,判斷原電池正、負(fù)極的方法由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極根據(jù)電

5、流方向或電子流動(dòng)方向判斷：電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。判斷下列裝置是否能構(gòu)成原電池，并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)及總反應(yīng)。1,ZnZn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).3,Zn石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).4,FeZn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).5,CuZn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn).6,CuZn與一個(gè)西紅柿(或一個(gè)蘋果)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).7,CuZn與兩個(gè)西紅柿進(jìn)行實(shí)驗(yàn).8,CuZn與橙汁進(jìn)行實(shí)驗(yàn).以上組合可以組成原電池3,4,6,8例1例2, 把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極

6、；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B例3, 請(qǐng)根據(jù)反應(yīng): 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?Fe-Cu FeCl3Fe-C Fe(NO3)3Fe-Ag Fe2(SO4)3根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案? （ 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ ）負(fù)極正極電解質(zhì)溶液FeCuCAgFeCl3Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3鋅片插入稀硫酸中，被腐蝕。（化學(xué)腐蝕）鋅片

7、在鋅,銅（稀硫酸）原電池中作為負(fù)極，也被腐蝕。（電化學(xué)腐蝕）哪個(gè)更快？原電池的負(fù)極被腐蝕得更快。分析鋅,鐵（稀硫酸）原電池中的電極反應(yīng)。你感受到作為正極，鐵被保護(hù)了嗎？原電池的金屬正極被保護(hù)。二,發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池干電池堿性電池（1）干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理（1）干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：2NH4+ + 2e- = 2NH3+H2Zn + 2NH4+ = Zn2+2NH3+H2電池總反應(yīng)式：特點(diǎn)：a：一次性電池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提高 性能，延長壽命蓄電池（2）充電電池(又稱二次電池)（2）充電電池(又稱二

8、次電池)Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O(-) (+)負(fù)極: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- = 2PbSO4 + 2H2O正極:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O鉛蓄電池特點(diǎn)：電池總反應(yīng)式：二次電池,可再次充電使用氫氧燃料電池(3)燃料電池(3)燃料電池 新型電池中，電極的導(dǎo)電材料一般多孔的金屬板，負(fù)極是通入還原劑的一方，正極是通入氧化劑的一方。 氫氧燃料電池，電解質(zhì)溶液為30%的氫 氧化鉀溶液. 正極： O2+ 4e + 2H2O = 4OH- 負(fù)極：

9、 2H2 4e + 4OH-= 4H2O總反應(yīng)式： 2H2+O2=2H2O特點(diǎn)：高效,環(huán)境污染少,外加設(shè)備供給氧化劑例2, 寫出甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液）的電極反應(yīng)式及總方程式： 正極： 2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-負(fù)極： CH4 + 10OH- -8e = CO32- + 7H2O總反應(yīng)：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O 反應(yīng)后溶液的pH如何變化？4、鎳鉻電池 特點(diǎn)：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。 NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L）=2Ag（S）+Cd（OH）2（S）KOH溶液H2O2H2Oa b例1,1969年美國“阿波羅11號(hào)”登月成功。飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個(gè)電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。1、a是 極， b是 極電極反應(yīng)式分別為：負(fù)正