《化学能与电能》课件1

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1、第二节化学能与电能科学视野按利用能源的形态（直接利用或加工）分类：一次能源和二次能源。一次能源：煤炭、石油、天然气、水力、风能、柴草、太阳辐射、地热、核燃等等料二次能源：电能、蒸汽、汽油、煤气、液化气、氢能、沼气、火药、水煤气等火电站一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源二次能源导入新课前一节我们探讨的主要是化学能转化为热能问题，那么物质的化学能能否转化为电能，若能转化，又是如何转化？一、化学能转化为电能利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏极为丰富的化石燃料来发电称为火力发电。2001我国发电总量构成图1、火力发

2、电（1）火力发电工作原理示意图化学能　　热能　　　机械能　　　电能燃烧蒸汽发电机（2）火力发电的缺点：①产生烟尘和废气，造成空气污染；②SO2形成酸雨；③CO2加剧温室效应；④煤炭储量有限，是非再生能源；⑤经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低。（3）火力发电的化学深层本质分析燃烧氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程关键本质本质引起质疑氧化剂与还原剂直接接触进行反应时，化学能转化为热能，再进过一系列能量转换环节才能转化为电能。这样能

3、源利用率低。可不可以使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转变为电能呢？思考与交流1、要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转变为电能，所要解决的第一问题是什么？2、若将氧化反应与还原反应分开在不同区域进行，那么，怎样假设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，同时形成电流？3、怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？现象铜片插入稀硫酸锌片插入稀硫酸锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸实验2－4：用锌片、铜片、稀硫酸、烧杯、电流表、导线等按要求完成实验。铜片上无气泡锌片上有气泡铜片上有气泡,锌片溶解,电流表指针偏转

4、：把化学能转化成电能的装置原电池2、原电池（1）定义（氧化反应）（还原反应）（Zn）：Zn－2e-=Zn2+（Cu）：2H++2e-=H2↑（铜片在这里起传导电子的作用）电极反应式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑电极总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：负极正极（2）原电池工作原理：电子由负极流向正极，电子与电流流向：学与问：阴离子移向负极，阳离子移向正极，外电路内电路（3）原电池中电极的名称：电子流出的一极—发生氧化反应：电子流入的一极—发生还原反应负极正极电

5、流由正极流向负极。电流由负极流向正极。通过刚才的实验我们可以体会到,化学能在原电池装置中可以直接转化为电能,那么,符合什么条件的装置才能构成原电池呢?实验探究:构成原电池的条件实验探究形成原电池的条件活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨、金属氧化物等形成条件一：实验探究:形成原电池的条件形成条件二：电极材料均浸入电解质溶液中实验探究:构成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路实验探究:构成原电池的条件一个自发进行的氧化还原反应u2H++Zn=H2↑+Zn2+形成条件四：（4）构成原电

6、池的条件(1)有两种活动性不同的金属或一种是非金属单质或金属氧化物作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。（4）能自发进行的氧化还原反应。下列各装置能否形成原电池反应？ZnCuH2SO4ZnCu酒精CuAgAgNO3CuZnH2SO4CuCuH2SO4CuZnCuSO4ZnSO4CuZnCuSO4ZnSO4√XX√X√√练习：你能为她开一个药方吗？（5）如何书写电极反应方程式负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2++2e-=Cu总反应:Zn+Cu2+=Zn2++CuCuAgAgNO

7、3溶液负极：Cu-2e-＝Cu2+正极：2Ag++2e-=2AgCuSO4溶液NaCl溶液负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-NaOH溶液请判断右边原电池的正、负极？并写出电极反应式负极：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正极：6H2O+6e-=6OH-+3H2↑练习：利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。AFeCl3溶液负极：Cu-2e-＝Cu2+正极：2Fe3++2e-＝2Fe2+（6）原电池原理的应用①加快反

8、应速率例如，实验室制H2时，可加入少量CuSO4以加快反应速率。②判断金属活动性的强弱在一个原电池中作负极的金属比作正极的金属活泼金属溶解的一极比冒出气体或金属附着的一极的金属活泼性要强③制作化学电源二、发展中的化学电源负极：Zn-2e-＝Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e-＝Mn2O3+2NH3＋H2O负极：Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正极：2MnO2