化学反应与能量(必修二-第二章-第二节-化学能与电能)课件.ppt

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1、第二节　　化学能与电能电池的广泛应用一次能源和二次能源1.一次能源：2.二次能源：如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。如电力、蒸汽等。直接从自然界中取得的能源。一次能源经过加式、转换得到的能源。2013年我国发电总量构成图2001年我国发电总量构成图从2001年及2013年我国发电总构成图可得知：一、化学能转化为电能火电（火力发电）仍将居于首位。火电站工作原理示意图化学能热能机械能电能燃烧蒸汽发电机燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。1.为什么说燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键？氧化还原反应的本

2、质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，同时伴随着体系能量的变化。2.如何使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能？思考与交流：⑴要想产生电能，必须存在⑵如何才能产生电势差？电势差要设计一个装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行，并使其间的电子转移，在一定条件下形成电流。稀H2SO4ZnCu将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。探究一：现象：Zn片上有气泡且逐渐溶解；Cu片无明显现象。Zn+2H+==Zn2++H2↑化学方程式：稀H2SO4ZnCu探究二：将铜片和锌片用导线连

3、接插入稀硫酸溶液中思考：①电子能否通过溶液进行导电？②所有溶液都能导电么？③电解质溶液如何导电？否否，只有电解质溶液才能导电通过阴、阳离子的定向移动探究三：将铜片和锌片用导线连接且中间连接电流表插入稀硫酸溶液中思考：①电流表会偏转么？说明什么？稀H2SO4ZnCuG②电子如何流动？③电流的方向？会，说明电路存在电流电子从Zn极流向Cu极电流的方向与电子流动方向相反二、原电池1.定义：2.实质：将化学能变成电能的装置化学能转变成电能3.电极构成：（—）（+）e-外电路内电路负极：正极：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn

4、2+H+e-H2SO4（氧化反应）（还原反应）4.电子及电流方向：（—）（+）e-I外电路内电路Zn2+H+e-SO42-外电路：①电子由负极流向正极②电流由正极流向负极内电路：①阳离子由负极移向正极②阴离子由正极移向负极③电流由负极流向正极H2SO45.构成原电池的条件：①两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极。②电解质溶液③形成闭合回路④自发的氧化还原反应下述装置能否构成原电池？练习：1．(双选题)根据Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的材料是

5、()A．镁B．石墨C．铝D．铅2．有关原电池的下列说法中正确的是()A．在外电路中电子由正极流向负极B．原电池产生的电流是由于电子的定向移动C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动D．原电池工作时，阴离子向正极方向移动BDC练习：3．以下装置能形成原电池的是________。①②⑤4．判断下列化学反应方程式能否从理论上设计成原电池①CH4＋2O2===CO2＋2H2O②HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O③2H2＋O2===2H2O④2FeCl3＋Fe===3FeCl2⑤Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag⑥Pb

6、＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O⑦Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4⑧C＋CO2===2CO╳三、正负极的判断方法1.根据电极材料判断一般来说，活动性较强的金属为负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu正极：负极：总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+正极：负极：2H++2e-=H2↑Mg-2e-=Mg2+总反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑例外：正极：负极：总反应：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O2H2O+2e-=2OH-+H2↑2Al+2H

7、2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑2.根据电流方向或电子流动方向来判断在外电路（导线）上，电流由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极例题：下列装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是()C3.根据反应类型来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。例题：有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A发生还原反应；B与C构成原电池时，电极反应式为C2++2e-==C，B-2e-==B2＋，则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为()A．A＞B＞C＞

8、DB．A＞B＞D＞CC．D＞A＞B＞CD．D＞C＞A＞BC例题：在装有水的容器中，用棉线悬挂一个在水中保持水平的金属棒，该棒由铁和铜焊接而成，棉线系在两种金属接缝处，如右图所示，再向水中加入少量CuSO4溶液，经过一段时间后看到的现象是()A．铁端