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1、第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量第二节 化学能与电能现代社会中使用最为普遍的能源现代社会中使用最为普遍的能源 电能电能又称电力（二次能源）又称电力（二次能源） 电力是怎样产生的？电力是怎样产生的？火力发电火力发电的工作原理：化学能化学能（燃料）（燃料）热热能能机械能机械能电电能能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机（蒸汽轮机）（蒸汽轮机）思考： 1、火力发电有何利弊？ 2、能否将化学能直接转化为电能？氧化还原反应氧化还原反应电子转移电子转移释放能量释放能量新物质新物质一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化1 1、化学电池：、化学电池：P40P40 思考： 化学电池应该具备哪些条
2、件？ 将将ZnZn片插入片插入H H2 2SOSO4 4溶液中有溶液中有什么现象？为什么？什么现象？为什么？ 将将CuCu片插入片插入H H2 2SOSO4 4溶液中有溶液中有什么现象？为什么？什么现象？为什么？演示探究演示探究 若将若将ZnZn片片,Cu,Cu片用一导线连片用一导线连接再浸在接再浸在H H2 2SOSO4 4溶液中，有什么溶液中，有什么现象？为什么？现象？为什么？ 将将ZnZn片片,Cu,Cu片平行插入片平行插入H H2 2SOSO4 4溶液中，有什么现象？溶液中，有什么现象？为什么？为什么？ 导线间接一电流计有何现象导线间接一电流计有何现象产生？为什么？产生？为什么？、锌片
3、：锌片： Zn Zn 2e2eZnZn2+2+（氧化反应）（氧化反应）铜片：铜片： 2H2H+ + +2e+2eH H2 2（还原反应）（还原反应） 总的反应式：总的反应式：Zn + 2HZn + 2H+ +=Zn=Zn2+ 2+ + H+ H2 2 电子由锌片经导线流向铜片电子由锌片经导线流向铜片e-负极正极2 2、原电池、原电池（1 1）定义：）定义：P41P41较活泼较活泼金属金属较不活较不活泼金属泼金属负负 极极正正 极极发生氧化反应发生氧化反应发生还原反应发生还原反应e-I电子流出，电子流出，电流流电流流入入电子流入，电子流入，电流流电流流出出（2 2）电极名称：）电极名称：（3 3
4、）本质：）本质：氧化还原反应氧化还原反应如何设计？可以可以可以可以不可以不可以形成条件一：两种活动性不同的金属形成条件一：两种活动性不同的金属( (或石墨等或石墨等) )作电极。作电极。负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属，石墨等科学探究科学探究：原电池的形成条件原电池的形成条件稀硫酸稀硫酸实验探究原电池的形成条件:乙醇乙醇稀硫酸稀硫酸可以可以不可以不可以不可以不可以形成条件二：电极材料均插入电解质溶液中形成条件二：电极材料均插入电解质溶液中( (但但至少有一电极能与电解质溶液发生氧化至少有一电极能与电解质溶液发生氧化还原反应还原反应) )。C实验探究原电池的形成条件:可以可以不可以不可以形
5、成条件三：两极相连形成闭合电路。形成条件三：两极相连形成闭合电路。（4 4）组成条件）组成条件 两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的（或其中一种为能导电的非金属，如非金属，如“碳棒碳棒”）作电极作电极 其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）。 电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应）电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应） 形成闭合回路形成闭合回路 能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应“两极 一液 一连线”
6、2 2、原电池、原电池（5 5）判断电极的常见方法：）判断电极的常见方法： 练习：判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由说明理由. .( () )( () )( () )( () )( () ) 格林太太是一位开朗乐观的妇格林太太是一位开朗乐观的妇女女, ,在她大笑时在她大笑时, ,人们发现她有两颗人们发现她有两颗金属牙金属牙, ,一颗金牙是她财富的象征一颗金牙是她财富的象征, ,另一颗是不锈钢牙另一颗是不锈钢牙, ,那是一场车祸那是一场车祸留下的留下的, ,可是令她百思不解的是自可是令她百思不解的是自从车祸后从车祸后, ,她常常感到头晕、头痛
7、、她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁夜间失眠、心情烦躁医生绞尽医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好了脑汁，格林太太的病情仍未见好转转 一位年轻的化学家来看望格林太一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太太揭开了病因！太时，为格林太太揭开了病因！请你当医生练习练习:把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负极；为负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量极上产生大量气泡气泡;b;b
8、、d d相连时，相连时，b b上有大量气泡产生，则四种金上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：属的活动性顺序由强到弱的为： ( )( ) A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b . d Dc a b . d Db d c a b d c a 实践活动: 利用水果或果汁制作原电池。利用水果或果汁制作原电池。普通锌锰电池普通锌锰电池碱性电池碱性电池 镍镍镉镉电电池池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 锂离子电池锂离子电池 镍氢电池镍氢电池 二、发展中的化学电源 1、干电池、干电池（负极）（负极）（正极）（正极）锌筒锌筒石墨棒石墨
9、棒MnO2和和C普通锌普通锌- -锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等其他干电池：其他干电池：碱性锌碱性锌- -锰干电池、锰干电池、银银- -锌锌纽扣电池等纽扣电池等优点：携带方便优点：携带方便缺点：电量小，污染大缺点：电量小，污染大2 2、充电电池、充电电池铅蓄电池结构铅蓄电池结构充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。汽车用蓄电池汽车用蓄电池（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池（2 2）新一代可充电的绿色电池）新一代可充电的绿色电池锂离子电池锂离子电池特点：高能电池特点：高能
10、电池, ,电压高电压高, ,质量轻质量轻, ,贮存时间长等贮存时间长等用途：电脑、手表、心脏起搏器等。用途：电脑、手表、心脏起搏器等。2 2、充电电池、充电电池燃料电池燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池界输入，同时将电极反应产物不断排出电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池航天技术上使用的一种电池，它具有高航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用能、轻便、不污染环境等优点。用PtPt做做电极，电极，K
11、OHKOH溶液溶液做电解液，因其反应与氢做电解液，因其反应与氢氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电池。氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电池。定义：定义：把能源中燃料燃烧反应的化学能直接把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的转化为电能的“能量转换器能量转换器”优点：效率高、无污染，装置可持续使用优点：效率高、无污染，装置可持续使用燃料电池燃料电池减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源化学电源的分类化学电源的分类类型类型一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池只能使用一次，不能只能使用一次，不能充电复原继续使用的充电复原继续使用的化学电池化学电池酸（或碱）性锌酸（或碱）性锌-锰干锰干电池、银
12、电池、银-锌纽扣电池、锌纽扣电池、锂电池锂电池放电后能充电复原继放电后能充电复原继续使用的化学电池续使用的化学电池铅蓄电池、镍铅蓄电池、镍-镉蓄电池、镉蓄电池、银银-锌蓄电池锌蓄电池将燃料燃烧的化学能直将燃料燃烧的化学能直接转变成电能的电池接转变成电能的电池氢氧燃料电池、铝氢氧燃料电池、铝-空气空气燃料电池、熔融盐燃料燃料电池、熔融盐燃料电池电池 含义含义示例示例 随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 A A利用电池外壳的金属材料利用电池外壳的金属材料 B B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染水源的污染 C C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D D回收其中石墨电极回收其中石墨电极练习:答案为答案为B B锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。负极相比较，使用寿命大大延长。