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1、1-2 1-2 化学能与电能化学能与电能第一课时第一课时 化学能转化为电能化学能转化为电能第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量 在你的生活和学习中，或你了解的范围里，在你的生活和学习中，或你了解的范围里，有哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什有哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？么样的电池？思考与交流思考与交流水电水电17.6%其他其他1.2%20012001年我国发电总量构成图年我国发电总量构成图火力火力81.2%估计在估计在2050年火电仍居首位年火电仍居首位【思思 考考】 火电，又称为火力发电。那么，火究火电，又称为火力发电。那么，火究竟是如何转化为电？竟是如何转化
2、为电？一、一、化学能与电能的相互转化化学能与电能的相互转化1、火力发电的原理分析火力发电的原理分析化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机2 2、火力发电的化学本质分析火力发电的化学本质分析燃烧燃烧氧化还原反应氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电火力发电将化学能经一系列能量转化为电能将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程过程关键关键本质本质本质本质引起引起3、火力发电的利弊分析火力发电的利弊分析利：利：我国煤炭资源丰富廉价方便我国煤炭资源丰富廉价方便弊弊
3、：排出大量温室效应气体（排出大量温室效应气体（COCO2 2）和废气（）和废气（SOSO2 2），），能导致酸雨能导致酸雨产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液能量转化效率低。能量转化效率低。电能清洁安全，又快捷方便，节省时间电能清洁安全，又快捷方便，节省时间【思思 考考】若你是电力工程师，面对这些利弊，你如何应对呢？若你是电力工程师，面对这些利弊，你如何应对呢？a、改进火力发电改进火力发电b b、研究新的发电方式研究新的发电方式方式之一方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能就是尝试将化学能直接转化为电能。其好处。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用
4、燃料，不浪就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。费能源，更方便。H2SO4【实验实验 1】分别把锌片和铜片插入到稀分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中中,观察现象。观察现象。【实验实验 2】将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸得烧杯中，观察现象。表），平行插入盛有稀硫酸得烧杯中，观察现象。现象现象铜片铜片锌片锌片电流表电流表铜片表面铜片表面有气泡有气泡产生产生锌片不断溶解锌片不断溶解电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转现象现象铜片铜片 铜片表面铜片表面没有气泡没有气泡产生产生锌片不断溶解锌片不断
5、溶解Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2锌片锌片H2SO4AH2SO4电极电极材料材料现象现象 电子电子得失得失原电池原电池的电极的电极反应反应类型类型总的离子反应方总的离子反应方程式程式( (电池反应电池反应) )失失得得Zn -2e-= Zn2+ (不是不是“”表示表示)2H+ + 2e-= H2 (不是不是“”表示表示)负极负极正极正极Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2产生产生气体气体Zn片片溶解溶解Zn片片Cu片片电极反应电极反应氧化氧化反应反应还原还原反应反应【实验结论实验结论】导线中有电子通过形成了电流导线中有电子通过形成了电流,化学能转变成了电能化学能转变成了电能.4、原电
6、池：原电池：1）定义：将化学能转变为电能的装置定义：将化学能转变为电能的装置稀硫酸稀硫酸ZnFeA-+FeCA稀硫酸稀硫酸-+ZnCu-+稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CZn-+A2）判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为一般是活泼的金属为负极负极；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极正极根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：外电路外电路电流电流由正极流向负极；由正极流向负极；电子电子由负极流向正极。由负极流向正极。根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电
7、池两极发生的变化来判断：负极负极总是总是失电子失电子发生氧化反应发生氧化反应; ;正极正极总是总是得电子得电子发生还原反应。发生还原反应。根据根据电极反应现象判断电极反应现象判断不断溶解，质量减少为负极；不断溶解，质量减少为负极；有气体产生有气体产生或或质量增加质量增加或或不变为正极。不变为正极。【练习练习】1 1、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（向右边一极的是（ ） B稀硫酸稀硫酸ZnFeAFeCA稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CZnAABC2 2、如图装置，电流表、如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐变粗
8、，极逐渐变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列应是下列各组中的哪一组（各组中的哪一组（ ） A A C CA AB BA A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D+-+-+-+3）电极反应电极反应AH2SO4-+负极：负极： Zn 2e- = Zn
9、2+ (氧化反应氧化反应)正极：正极： 2H+ +2e- = H2 (还原反应还原反应)4）总反应式总反应式(电池反应电池反应-两个电极反应之和两个电极反应之和) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn + H2SO4(稀稀) = ZnSO4 + H2原电池反应的原电池反应的本质本质是是: 氧化还原反应氧化还原反应负极负极失电子失电子、发生、发生氧化反应；氧化反应；正极正极得电子、得电子、发生发生还还原反应原反应。电子电子从从负极负极经外电路流向经外电路流向正极正极，从而产生，从而产生电流，使化学能转变成电能。电流，使化学能转变成电能。5）原电池反应原理原电池反应原理负极：负极：正极：正
10、极：Cu2+2e- = Cu Fe-2e- = Fe2+ 总反应：总反应： Fe+Cu2+ = Fe2+CuFe+CuCl2 = FeCl2+CuCuCl2CuFeA-+【练习练习】思考思考下列装置中属于原电池的是：下列装置中属于原电池的是：ZnZnZnZnZnC（石墨石墨）CFePbFeCuCuFeC稀稀H2SO4稀稀H2SO4HCl溶液溶液稀稀H2SO4稀稀H2SO4稀稀H2SO4CH3COOH溶液溶液CuCl2溶液溶液 CuCl2溶液溶液酒精酒精6）原电池的构成条件原电池的构成条件 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（或其中一种为能导电 的非金属，如的非金属，如
11、“碳棒碳棒”）作电极作电极其中较活泼金属为负极，较不活泼金属其中较活泼金属为负极，较不活泼金属(或非金属或非金属)为正极为正极(正极一般不参与电极反应，只起导电作用正极一般不参与电极反应，只起导电作用)。 电解质溶液（电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应做原电池的内电路，并参与反应） 形成闭合回路形成闭合回路 能能自发自发地发生地发生氧化还原反应氧化还原反应练习：练习：下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是( )( )ZnCuH2SO4AZnCu酒精AZnCuCuSO4ZnH2SO4ACuH2SO4CDBAC7 7）原电池原理的应用：原电池原理的应用：制作化学
12、电源制作化学电源加快反应速率：加快反应速率：例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀应而使钢铁遭到腐蚀练习：练习：把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池相连组成原电池. .若若a a、b b
13、相连时相连时,a,a为负极为负极;c;c、d d相连时相连时, ,电流由电流由d d到到c;ac;a、c c相连时相连时,c,c极上产生大量气泡极上产生大量气泡,b,b、d d相连时相连时,b,b上有大上有大量气泡产生量气泡产生, ,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（ ） Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B作业：作业：1.完成课本完成课本P44第第1、2题题2.完成新课程新练习完成新课程新练习 化学能与电能（一）相关习题化学能与电能（一）相关习题请根据反应请根据反应: :2Fe3+ + Fe = 3Fe 2+设计原电池，设计原电池，画画出装置图、指出正负极、写出电极反应式。出装置图、指出正负极、写出电极反应式。