第二章第二節(jié)第1課時化學(xué)能與電能課件

1、第二節(jié)化學(xué)能與電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第1課時 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.熟悉能源的分類和化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.知道原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，通過實(shí)驗(yàn)會說明原電池的原理，會判斷原電池的正極、負(fù)極，會正確書寫電極反應(yīng)式，熟知原電池的應(yīng)用。Contents Page化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原電池的工作原理學(xué)習(xí)小結(jié)內(nèi)容索引010203當(dāng)堂檢測041電能使用電器時都需要電能。電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化2火力發(fā)電火電(火力發(fā)電)是通過燃燒，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)椋訜崴怪癁檎羝酝苿诱羝啓C(jī)，然后帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃煤發(fā)電是從煤中

2、的化學(xué)能開始的一系列能量轉(zhuǎn)換過程，該過程可表示為化石燃料(如煤、石油、天然氣)熱能熱能機(jī)械能電能其中， 是使化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)鍵。燃燒(氧化還原反應(yīng))3化學(xué)能與電能的直接轉(zhuǎn)化化學(xué)能可通過 反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能。氧化還原歸納總結(jié)一次能源與二次能源對比能源類別定義實(shí)例一次能源太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能?、 、 等二次能源電能(水電、火電、核電)、蒸汽能、機(jī)械能等直接從自然界中取得的能源由一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源煤石油天然氣1下列說法不正確的是()A根據(jù)一次能源和二次能源的劃分，氫氣為二次能源B電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源C火力發(fā)電是化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能

3、的過程D水力發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程解析水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程?；顚W(xué)活用D2下列各項(xiàng)中，屬于一次能源的是()煤石油天然氣煤氣電力A BC D解析煤、石油、天然氣等沒有經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換而直接從自然界中取得，稱為一次能源；煤氣、電力、汽油、煤油、焦炭等，是在一次能源基礎(chǔ)上經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換而來的，稱為二次能源。A原電池的工作原理1按要求完成下列實(shí)驗(yàn)，并填表：實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無氣泡鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)兩鋅片逐漸溶解且表面都有氣泡，電流表指針不偏轉(zhuǎn)無現(xiàn)象解釋或說明鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，而銅則不能鋅與稀硫酸反應(yīng)，但氫氣在銅

4、片上產(chǎn)生，導(dǎo)線中有電流鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但導(dǎo)線中無電流乙醇是非電解質(zhì)，與Zn、Cu都不反應(yīng)2.原電池(1)原電池的概念是將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是 反應(yīng)。(2)原電池的構(gòu)成條件理論上，自發(fā)的反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。具體條件是：具有的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)；溶液：兩電極均插入 溶液中；導(dǎo)線：兩極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路?；瘜W(xué)電氧化還原氧化還原活動性不同電解質(zhì)(3)原電池的工作原理根據(jù)原電池反應(yīng)原理，分析下圖并填空原電池總反應(yīng)式：；Zn2H=Zn2H2負(fù)極氧化反應(yīng)Zn - 2e = Zn2+正極還原反應(yīng)2H + 2e- = H2能量轉(zhuǎn)化過程：原電池在工作時，

5、極失去電子，電子通過導(dǎo)線流向極，溶液中氧化性物質(zhì) 電子，發(fā)生 反應(yīng)，這樣氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不斷發(fā)生，極不斷地失電子，失去的電子不斷地通過導(dǎo)線流向 極，被氧化性物質(zhì)得到，閉合回路中不斷有 產(chǎn)生，也就形成了電流，即 能轉(zhuǎn)變?yōu)?能。負(fù)正得到還原負(fù)正電子流化學(xué)電(4)原電池工作原理的應(yīng)用比較金屬活動性作負(fù)極的金屬活動性 ，作正極的金屬活動性 ；改變化學(xué)反應(yīng)速率如：在Zn和稀硫酸反應(yīng)時，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅能構(gòu)成原電池的正負(fù)極，從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率；強(qiáng)弱設(shè)計(jì)原電池如：把Fe2Fe3=3Fe2設(shè)計(jì)成原電池，可用 作負(fù)極， 作正極， 作電解質(zhì)溶液；保護(hù)金屬設(shè)備如：船體是鋼鐵

6、材料，在海水中易被腐蝕，在船體外殼焊接上比鐵活潑的金屬(如Zn)，則構(gòu)成以Zn、Fe為電極的原電池，被消耗掉而 得到保護(hù)。Fe銅(或石墨)FeCl3溶液ZnFe歸納總結(jié)還原性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬還原反應(yīng)電子流入電流流出還原性較強(qiáng)的金屬氧化反應(yīng)電子流出電流流入3如圖裝置中，明顯有電流產(chǎn)生的是()活學(xué)活用解析依據(jù)原電池的構(gòu)成條件分析可知：A選項(xiàng)中酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池；B選項(xiàng)中的兩電極材料與電解質(zhì)溶液不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，因而也不能構(gòu)成原電池；D選項(xiàng)中的裝置沒有構(gòu)成閉合回路，不能構(gòu)成原電池；只有C選項(xiàng)中的裝置符合原電池的構(gòu)成條件。答案C理解感悟原電池的判定方法：一看反應(yīng)原理

7、(能否自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng))；二看構(gòu)成條件(兩極一液成回路：兩個活潑性不同的電極，插入電解質(zhì)溶液中，裝置形成閉合回路)。4由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_。(3)裝置丙中溶液的pH變化是_。(4)四種金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序是_。解析據(jù)裝置甲知活動性：AB，A作負(fù)極，電極反應(yīng)式為A2e=A2；據(jù)裝置乙知活動性：BC，正極反應(yīng)式為Cu22e=Cu；據(jù)裝置丙知活動性：DA，正極反應(yīng)式為2H2e=H2，故c(H)減小，pH增大。據(jù)甲、乙、

8、丙知活動性強(qiáng)弱順序：DABC。答案(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)變大(4)DABC學(xué)習(xí)小結(jié)原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其工作原理是當(dāng)堂檢測1化學(xué)與能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、資源利用等密切相關(guān)。下列說法正確的是()A天然氣、石油、流水、風(fēng)力、氫氣為一次能源B無論是風(fēng)力發(fā)電還是火力發(fā)電，都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能CPM2.5含有的鉛、鎘、鉻、釩、砷等對人體有害的元素均是金屬元素D發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣可利用太陽能、風(fēng)能的城市照明系統(tǒng)1234512345解析A項(xiàng)，H2不是一次能源；B項(xiàng)，風(fēng)力發(fā)電不是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；C項(xiàng)，砷不是金屬元素。答案D2有a、b、c、d四種金屬，將a與b

9、用導(dǎo)線連結(jié)起來浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)劇烈。將Cu浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把Cu浸入c的鹽溶液里，有c的單質(zhì)析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強(qiáng)到弱的順序是()Ad、c、a、b Bd、a、b、cCd、b、a、c Db、a、d、c12345B123453將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C兩燒杯中溶液的酸性均減弱D產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢12345解析因乙燒杯中鋅片和銅片沒有接觸，沒有構(gòu)成閉合回路，故不能構(gòu)成原電池，因此乙燒杯中銅片上沒有氣泡，

10、只有鋅片上有氣泡。因甲燒杯中鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后構(gòu)成原電池，加快了鋅的溶解，銅片上產(chǎn)生氣泡的速率比乙燒杯中鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率快。又因兩燒杯中的鋅都能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣而消耗H，導(dǎo)致兩燒杯中溶液的酸性均減弱。答案C12345理解感悟金屬銅和鋅插入稀硫酸中后，銅不反應(yīng)，鋅溶解并產(chǎn)生氣泡。若用導(dǎo)線連接兩金屬或?qū)山饘僦苯咏佑|，就構(gòu)成了原電池，現(xiàn)象也就發(fā)生了變化：銅表面產(chǎn)生大量氣泡，比未構(gòu)成原電池時鋅表面的氣泡產(chǎn)生速率要快。這一原理可用于實(shí)驗(yàn)室制氫氣：在稀硫酸中滴加少量硫酸銅溶液，與鋅?；旌虾螅\置換出銅，覆蓋在鋅的表面，形成許多微小的銅鋅原電池，使得產(chǎn)生氫氣的速率大大加快。123454在銅鋅原電池中，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為_極，電極上發(fā)生的是_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_。鋅片上觀察到的現(xiàn)象為_；銅為_極，電極上發(fā)生的是_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式是_；銅片上觀察到的現(xiàn)象是_，原電池總反應(yīng)的離子方程式為_。 12345解析CuSO4為電解質(zhì)溶液時，銅鋅原電池的負(fù)極為鋅，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，所以鋅片不斷溶解，正極為銅，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu，所以銅極不斷變粗，電池總反應(yīng)式為ZnCu2=Zn2Cu。答案負(fù)氧化Zn2e=Zn2鋅片溶解正還原Cu22e=Cu銅