【課件】化學(xué)能與電能++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第一節(jié)化學(xué)能與電能第二課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能能源的多樣性水能風(fēng)能石油天然氣蒸汽電能原煤能源分類標(biāo)準(zhǔn)分類定義舉例按轉(zhuǎn)換過程分一次能源從自然界直接取得的自然資源

煤、石油、天然氣等化石燃料，水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽能等二次能源一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換后獲得的能源

各種石油制品、煤氣、蒸氣、電力、氫能、沼氣按性質(zhì)分可再生能源可持續(xù)利用的一次能源風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、太陽能、潮汐能、沼氣等不可再生能源經(jīng)過億萬年形成的短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源

石油、煤、天然氣等化石燃料、核能等按利用歷史分常規(guī)能源在一定歷史時期，已被人們廣泛利用的能源煤、石油、天然氣等新能源隨著科技的不斷發(fā)展，才開始被人類采用的能源

地?zé)崮?、氫能、核能、風(fēng)能、太陽能、海洋能和生物質(zhì)能等天空中釋放的閃電能產(chǎn)生巨大的能量生活中人們使用的電能來自于哪里?能不能直接從自然界獲取電能?1.我國目前電能主要來自火力發(fā)電，其次是水力發(fā)電。2.火力發(fā)電的原理化石燃料加熱水燃燒汽化蒸汽推動蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電帶動其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵①煤炭是非可再生資源，會造成能源危機(jī)②煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體③經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低4.火力發(fā)電存在的問題直接？3.能量轉(zhuǎn)換過程電子定向移動氧化還原反應(yīng)寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋分析【思考1】電流是怎樣產(chǎn)生的？【思考2】什么反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移？探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置？Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-【實(shí)驗(yàn)6-3】(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。一.將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置——原電池實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋅片逐漸溶解并有氣泡產(chǎn)生,銅片上無氣泡。鋅是活潑金屬能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；銅不能與稀硫酸反應(yīng)。鋅片逐漸溶解無氣泡,銅片上有氣泡。產(chǎn)生H2(還原反應(yīng))的位置發(fā)生了改變鋅片不斷的溶解，無氣泡，銅片不溶解，但銅片上產(chǎn)生大量氣泡；電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。有電流產(chǎn)生，說明物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時產(chǎn)生了電流，即化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能像實(shí)驗(yàn)Ⅲ這種裝置就叫原電池化學(xué)能

熱能化學(xué)能

電能Zn逐漸溶解Zn表面產(chǎn)生氣泡

溶液變熱Zn逐漸溶解Cu表面產(chǎn)生氣泡

指針偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中能量轉(zhuǎn)化形式有什么不同的？1、原電池的基本概念將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置（1）原電池（2）本質(zhì)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進(jìn)行原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)（3）電極名稱①負(fù)極：失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；②正極：得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-鋅電極溶解銅電極上產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路內(nèi)電路陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路e－I電子不下水離子不上岸工作原理鋅銅原電池的工作原理工作原理（反應(yīng)方程式）負(fù)極（Zn）

正極（Cu）

總反應(yīng)離子方程式：電子移動方向離子移動方向Zn-2e-

===Zn2+

2H++2e-

===H2↑

Zn+2H+===Zn2++H2↑由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極（電流方向相反）陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動負(fù)極正極原電池正負(fù)極的判斷判斷下列原電池的正負(fù)極ZnCu稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸A稀硫酸A①根據(jù)電極材料判斷-+-+-+-+負(fù)極:

較活潑的金屬正極:

較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體原電池3、正負(fù)極的判斷②根據(jù)電極反應(yīng)判斷負(fù)失氧正得還失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極③根據(jù)電子或電流流動方向判斷（外電路或?qū)Ь€）電子：負(fù)極→正極電流：正極→負(fù)極④根據(jù)離子的定向移動方向（內(nèi)電路或溶液）陽離子→正極陰離子→負(fù)極ee原電池3、正負(fù)極的判斷⑤根據(jù)電極現(xiàn)象判斷（一般的）電極不斷溶解有氣泡冒出、有固體析出負(fù)極正極⑥根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2↑0+1+20負(fù)極在正極AZnCuH2SO4內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容一、原電池5.構(gòu)成原電池的條件

①具有兩個能導(dǎo)電的電極稀硫酸ZnZn一般為兩種活動性不同的金屬稀硫酸ZnCu較活潑的金屬做負(fù)極較不活潑的金屬做負(fù)極或金屬與能導(dǎo)電的非金屬（石墨等）內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容一、原電池5.構(gòu)成原電池的條件

②具有電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)稀硫酸ZnCu酒精ZnCu內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容一、原電池5.構(gòu)成原電池的條件

③電極間形成閉合回路稀硫酸ZnCuZnCu稀硫酸稀硫酸ZnCu用導(dǎo)線連接兩極與電解質(zhì)溶液共同形成閉合回路也可以讓兩個電極直接接觸內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容一、原電池5.構(gòu)成原電池的條件

④能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)一般負(fù)極與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)即原電池的總反應(yīng)稀硫酸AgCu硫酸銅AgCu內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容一、原電池5.構(gòu)成原電池的條件

①具有兩個能導(dǎo)電的電極②具有電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)④能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)一般為兩種活動性不同的金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬（石墨等）③電極間形成閉合回路用導(dǎo)線連接兩極與電解質(zhì)溶液共同形成閉合回路，也可以讓兩個電極直接接觸一般負(fù)極與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)即原電池的總反應(yīng)下列各種情況是否形成了原電池？AgFeG鹽酸AlMgG蔗糖溶液CuZnGADCB鹽酸CuZnCuSO4溶液

CuZnH2SO4E鹽酸生鐵F裝置是否為原電池的判斷方法原電池4、原電池的應(yīng)用①制化學(xué)電源心臟起搏器心臟起搏器是一種植入于體內(nèi)的電子治療儀器，通過脈沖發(fā)生器發(fā)放由電池提供能量的電脈沖，通過導(dǎo)線電極的傳導(dǎo)，刺激電極所接觸的心肌，使心臟激動和收縮，從而達(dá)到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的原電池4、原電池的應(yīng)用②加快反應(yīng)速率例如：實(shí)驗(yàn)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)速率稀H2SO4ZnCuZn+CuSO4=Cu+

ZnSO4鋅、銅在稀硫酸溶液中形成原電池，加快鋅與酸的反應(yīng)速率原電池4、原電池的應(yīng)用③比較金屬活動性順序【例】a、b、c三種金屬，a與c構(gòu)成原電池時，c作負(fù)極；b與c構(gòu)成原電池時，b作負(fù)極，判斷a、b、c三種金屬的金屬性強(qiáng)弱為（）A、a>b>cB、b>c>aC、a>c>bD、c>b>aB一般說來:活潑金屬作負(fù)極,較不活潑的金屬作正極練習(xí)[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?yàn)?)Ａ．Ｘ＞Ｙ＞ＺＢ．Ｘ＞Ｚ＞ＹＣ．Ｙ＞Ｘ＞ＺＤ．Ｙ＞Ｚ＞ＸC原電池通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分，裝有一定數(shù)量的鋅塊，請解釋原因原因：輪船的船身一般是用鐵做的，裝上鋅塊后，鐵跟鋅形成原電池，此時鋅作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)溶掉，而鐵作為正極被保護(hù)起來不受腐蝕。如何避免輪船船身被腐蝕，延長其壽命？4、原電池的應(yīng)用④金屬因發(fā)生原電池反應(yīng)而腐蝕——金屬防護(hù)問題利用原電池原理，將金屬作為正極保護(hù)起來1．下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是（

）A.只有甲B．只有乙C.只有丙

D．除乙均可以甲

乙

丙丁C2.如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時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，下列說法錯誤的是（

）A.B極為原電池的正極B.A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)C3、對于原電池的電極名稱，下列敘述中錯誤的是（

）A．電子流入的一極為正極

B．發(fā)生還原反應(yīng)的一極為負(fù)極C．電子流出的一極為負(fù)極