【化學(xué)】2.2《化學(xué)能與電能》課件（新人教版必修2）.ppt

1、第二節(jié) 化學(xué)能與電能,水電站,直接從自然界取得的能源稱為一次能源,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，又稱為電力。,火電站,一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源,1,火力發(fā)電原理及過程,燃燒,蒸汽,發(fā)電機(jī),一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化,火力發(fā)電的原理分析。,2、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,過程,關(guān)鍵,本質(zhì),本質(zhì),引起,實驗 原電池原理探究,1、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時，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

2、和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個不同區(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。,Zn2+,+,負(fù)極,正極,-,Zn,Cu,電流表,實驗現(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)。,實驗結(jié)論：導(dǎo)線中有電流通過,演示探究,Cu起傳導(dǎo)電子的作用。 可用電流表測電流及方向。,Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2,大量氣泡從銅片逸出，鋅片部分溶解,1.H+得到的電子是Cu失去的嗎？ 2.在這個過程中Cu起什么作用？ 3.你怎樣才能知道

3、導(dǎo)線中有電子通過？,演示探究,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,1.電子從Zn到H+經(jīng)歷了哪些途徑？ 2.你認(rèn)為這個過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？,鋅表面無氣泡， 銅表面有氣泡， 電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,定義：能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b 置，叫做原電池。,原電池的電極,構(gòu)成原電池的條件,有兩種活動性不同的金屬（或非金屬單質(zhì)） 作電極 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 兩極相連形成閉合電路,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 的金屬（正極）,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

4、流方向或電子流動方向判斷：,電流是由正極流向負(fù)極； 電子流動方向是由負(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)。,鋅片插入稀硫酸中，被腐蝕。（化學(xué)腐蝕）,鋅片在鋅,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)。,原電池設(shè)計思路：,釋放能量的氧化還原反應(yīng)（放熱反應(yīng)）, 通常須兩活性不同的電極, 電解質(zhì)溶液, 還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反 應(yīng)；氧 化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng)

5、,化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化,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。,小結(jié)：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),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屬（正極）,氧

6、化還原反應(yīng),C,H2SO4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,例2,條件一：有活潑性不同的兩種金屬或非金屬,（可以）,（不可以）,形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；,實驗探究形成原電池的條件,實驗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）,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)電流方向或電子流動方向判斷：,電流是由正極流向負(fù)極； 電子流動方向是由負(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)。,二、發(fā)展中的化學(xué)電源,鋰電池,鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。,干電池,堿性電池,1、干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理,汽車用蓄電池,鋰離子電池,鋰離子電池：它是新一代可充電的綠色電池，現(xiàn)已