化學(xué)能與電能課件教學(xué)提綱

化學(xué)能與電能(diànnéng)第一頁，共40頁。閱讀教材39-40頁回答下列(xiàliè)問題1、何為一次能源、二次能源？2、電能是一次能源還是二次能源？3、根據(jù)(gēnjù)2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖，我國（）發(fā)電居于首位。4、火力發(fā)電的原理是什么？其關(guān)鍵是什么？第二頁，共40頁?；鹆Πl(fā)電原理(yuánlǐ)及過程燃燒(ránshāo)蒸汽(zhēnɡqì)發(fā)電機(jī)化學(xué)能熱能

機(jī)械能

電能第三頁，共40頁。火力發(fā)電(huǒlìfādiàn)的化學(xué)深層本質(zhì)分析燃燒(ránshāo)氧化還原(huányuán)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、體系能量變化過程關(guān)鍵本質(zhì)本質(zhì)引起第四頁，共40頁。稀硫酸ZnCu將一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中，有什么現(xiàn)象？寫出有關(guān)反應(yīng)(fǎnyìng)的離子方程式。實(shí)驗(yàn)(shíyàn)探究第五頁，共40頁。稀硫酸ZnCu實(shí)驗(yàn)(shíyàn)探究第六頁，共40頁。稀硫酸ZnCu現(xiàn)象(xiànxiàng)(3)電流表指針(zhǐzhēn)有偏轉(zhuǎn)(2)銅片(tónɡpiàn)上有氣泡產(chǎn)生(1)鋅片不斷溶解第七頁，共40頁。稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+總反應(yīng)(fǎnyìng)：2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑（氧化(yǎnghuà)反應(yīng)）（還原(huányuán)反應(yīng)）鋅片：銅片：Cu-Zn原電池：負(fù)極：正極：第八頁，共40頁。怎樣才能構(gòu)成(gòuchéng)一個(gè)原電池呢？稀硫酸CuCu（B）（C）稀硫酸ZnC稀硫酸ZnZn（D）活潑(huópo)性不同的兩種金屬(或金屬與非金屬導(dǎo)體或氧化物)做電極前提條件：能自發(fā)的進(jìn)行氧化(yǎnghuà)還原反應(yīng)稀硫酸CuC（A）第九頁，共40頁。酒精ZnCu（D）（E）硫酸銅溶液ZnCu兩電極相連放在電解質(zhì)溶液中，形成(xíngchéng)閉合回路。稀硫酸稀硫酸CuZn（G）（F）稀硫酸第十頁，共40頁。原電池電極名稱的確定(quèdìng)方法①根據(jù)電極材料(cáiliào)的性質(zhì)確定。通常(tōngcháng)是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、化合物是正極。②根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極第十一頁，共40頁。③根據(jù)(gēnjù)電子或電流流動(dòng)方向（外電路）：電子從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極電流從正極流出沿導(dǎo)線流入負(fù)極ee④根據(jù)(gēnjù)離子的定向移動(dòng)（內(nèi)電路）陽離子向正極(zhèngjí)移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)第十二頁，共40頁。⑤根據(jù)(gēnjù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2（負(fù)極(fùjí)）（在正極(zhèngjí)）第十三頁，共40頁。稀硫酸ZnCu將Zn片、Cu片上端連接(liánjiē)插入稀硫酸中，可以形成原電池嗎？問題(wèntí)第十四頁，共40頁。原電池原理的應(yīng)用：1.加快反應(yīng)(fǎnyìng)速率2.判斷金屬活動(dòng)性3.廣泛應(yīng)用于制造各種化學(xué)電源第十五頁，共40頁。常見(chánɡjiàn)的化學(xué)電源

[導(dǎo)學(xué)導(dǎo)練]負(fù)正電解質(zhì)一次性不能不可逆第十六頁，共40頁。負(fù)極(fùjí)：Zn–2e-=Zn2+正極(zhèngjí)：2NH4++2e-=2NH3+H2總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2其他干電池：堿性鋅-錳干電池、銀-鋅紐扣電池等優(yōu)點(diǎn)：攜帶方便缺點(diǎn)：電量小，污染大干電池（負(fù)極）（正極）鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和

H2O等干電池結(jié)構(gòu)及電極(diànjí)反應(yīng)原理第十七頁，共40頁。(3)缺陷(quēxiàn)與改進(jìn)：鋅錳干電池電量小，而且在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液，會(huì)導(dǎo)致電器設(shè)備的。改進(jìn)措施：①在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成電池；②將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，制成性鋅錳電池。腐蝕(fǔshí)防漏堿第十八頁，共40頁。2．充電電池 (1)充電電池又稱電池。充電電池在放電時(shí)所進(jìn)行 的反應(yīng)，在充電時(shí)又進(jìn)行，重新轉(zhuǎn)化為，使充電、放電可在一定(yīdìng)時(shí)間內(nèi)循環(huán)進(jìn)行。二次氧化(yǎnghuà)還原逆向(nìxiànɡ)生成物反應(yīng)物第十九頁，共40頁。（1）鉛蓄電池最早使用(shǐyòng)的充電電池正極材料上涂有棕褐色(hèsè)的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。2.充電電池(diànchí)（又稱二次電池(diànchí)，能夠重復(fù)）第二十頁，共40頁?？偡磻?yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O負(fù)極(fùjí)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極(zhèngjí)：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O其他(qítā)蓄電池：鎳-鎘蓄電池、銀-鋅蓄電池等優(yōu)點(diǎn)：可反復(fù)使用

缺點(diǎn)：污染大2、鉛蓄電池第二十一頁，共40頁。（1）鉛蓄電池2.充電電池（又稱二次電池，能夠(nénggòu)重復(fù)）負(fù)極：負(fù)極反應(yīng)：正極：正極反應(yīng)：Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPbPbO2鉛蓄電池充電(chōngdiàn)和放電的總反應(yīng)式：Pb+PbO2+H2SO4

2PbSO4+2H2O放電充電第二十二頁，共40頁。（2）鎳鎘充電電池：它是一種體積小，具有殘留性記憶的充電電池，可重復(fù)使用500次以上。它以Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極，KOH為電解液。廣泛用于收錄機(jī)、無線對(duì)講機(jī)、電子閃光燈、電動(dòng)剃須刀等，但有毒（鎘致癌），廢舊電池要回收處理(chǔlǐ)，防止污染環(huán)境。2NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2

充電放電寫出電極(diànjí)反應(yīng)式負(fù)極(fùjí)(Cd)正極(NiO（OH))Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2

2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-第二十三頁，共40頁。用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他(qítā)金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、電壓高、工效高和貯存壽命長。用途：用于電腦、照相機(jī)、手表、心臟起搏器上，及火箭、導(dǎo)彈等的動(dòng)力電源。3.鋰電池第二十四頁，共40頁。負(fù)極：Li－e-＝Li＋

正極：MnO2＋Li＋＋e-＝LiMnO2

總反應(yīng)(fǎnyìng)：Li＋MnO2＝LiMnO2

新一代可充電的綠色(lǜsè)電池。第二十五頁，共40頁。廢電池對(duì)環(huán)境(huánjìng)的危害電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意(suíyì)丟棄廢電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。上世紀(jì)50年代，震驚世界的日本“水俁病”就是(jiùshì)因汞中毒引起的。第二十六頁，共40頁。3．燃料電池 (1)燃料電池是通過與分別在兩個(gè)電極上發(fā)生反應(yīng)，將能直接轉(zhuǎn)化為能的裝置。 (2)燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率、能量(néngliàng)轉(zhuǎn)化率。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物，而是由外設(shè)裝備提供和 等,同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。電池起著類似于試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。燃料(ránliào)氧化劑氧化(yǎnghuà)還原化學(xué)電高高不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部燃料氧化劑第二十七頁，共40頁。（3）燃料電池(ránliàodiànchí)氫氧燃料電池結(jié)構(gòu)氫氧燃料電池：負(fù)極：2H2＋4OH—－4e—＝4H2O（氧化反應(yīng)）正極(zhèngjí)：O2＋2H2O＋4e—＝4OH—（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：2H2＋O2＝2H2O第二十八頁，共40頁。第二十九頁，共40頁。練習(xí)：下列裝置哪些(nǎxiē)可以形成原電池?AAAAAAAZnCuFeC(石墨(shímò))ZnCuZnZnFe陶瓷(táocí)FeCuSiC(石墨)稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4

ABCDZnCuA稀H2SO4CuSO4溶液酒精稀H2SO4

EFGH第三十頁，共40頁。練習(xí)(liànxí)1：判斷原電池的正負(fù)極AAMgAlFeCuFeCu稀H2SO4NaOH溶液(róngyè)稀HNO3濃HNO3ABCDMgAlAA第三十一頁，共40頁。H2SO4(aq)CuSO4(aq)ZnCu負(fù)極(fùjí)():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極(fùjí)():.正極():.總反應(yīng)式:.練習(xí)(liànxí)2：請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向,并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式.AgFeZnZn－2e-=Zn2+

CuCu2++2e-=Cu

Zn+Cu2+

=Zn2++

CuFeFe－2e-=Fe2+

Ag2H++2e-=H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑

Ie-e-I第三十二頁，共40頁。練習(xí)3：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(zǔchénɡ)原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；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：()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB第三十三頁，共40頁。請(qǐng)結(jié)合組成(zǔchénɡ)原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。1、電解液：。2、電極材料：正極(zhèngjí)，負(fù)極。3、電極反應(yīng)式：負(fù)極:.正極(zhèngjí):.1、電解液：硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液2、電極材料：負(fù)極：鐵，正極：銅、石墨(shímò)或比鐵不活潑的其他金屬

拓展：

Fe－2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu

第三十四頁，共40頁。思考題請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行(kěxíng)方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3第三十五頁，共40頁。①Al作____極,②Cu作____極電極(diànjí)反應(yīng)式是：負(fù)極___________________正極___________________總反應(yīng)式_____________________四、原電池電極(diànjí)反應(yīng)式的書寫[例題(lìtí)2]Al和Cu作電極所構(gòu)成的原電池,電解質(zhì)溶液為稀硫酸負(fù)正2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑第三十六頁，共40頁。[例題(lìtí)3]Al和Cu作電極所構(gòu)成(gòuchéng)的原電池,電解質(zhì)溶液為濃硝酸①Al作____極②Cu作____極