《人教必修2高一化学化学能与电能课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教必修2高一化学化学能与电能课件.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二节：化学能与电能第二节：化学能与电能目标定位目标定位1、了了解解常常见见的的化化学学能能与与电电能能的的转转化化方方式式。举举例例说明化学能与电能转化关系及其应用。说明化学能与电能转化关系及其应用。2、知知道道原原电电池池的的组组成成及及反反应应原原理理，能能够够应应用用氧氧化还原理论解释简单的原电池反应。化还原理论解释简单的原电池反应。3、知知道道干干电电池池、充充电电电电池池、燃燃料料电电池池等等发发展展中中的的化化学学电电源源的的特特点点。认认识识提提高高燃燃料料的的燃燃烧烧效效率率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。难点提示：难点提示：
2、重重点点：初初步步认认识识原原电电池池概概念念、原原理理、组组成及应用。成及应用。难难点点：通通过过原原电电池池实实验验的的探探究究，引引导导学学生生从从电电子子转转移移角角度度理理解解化化学学能能向向电电能能转转化的本质以及这种转化的综合利用价值。化的本质以及这种转化的综合利用价值。求知课堂互动求知课堂互动一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化1、一次能源和二次能源、一次能源和二次能源一次能源：一次能源：的能源。的能源。直接从自然界取得直接从自然界取得分为分为。水力、风力、潮汐、地热、煤、石油、水力、风力、潮汐、地热、煤、石油、天然气、天然铀矿等天然气、天然铀矿等其特点是：其特
3、点是：。在于自存然界，可直接获得在于自存然界，可直接获得二次能：二次能：的的能源。能源。常见的如：常见的如：。一次能源经过加工、转换得到一次能源经过加工、转换得到电能、蒸汽能、机械能等电能、蒸汽能、机械能等其特点是：其特点是：。把存在于自然界的能源经加把存在于自然界的能源经加工转换得到工转换得到由由于于电电能能具具有有易易输输送送、能能储储藏藏，可可以以很很方方便便地地转转换换为为光光能能、热热能能、机机械械能能，而而且且适适用用范范围围广广的特点，是最重要的二次能源。的特点，是最重要的二次能源。2、化学能通过燃烧转化为电能、化学能通过燃烧转化为电能传统的化学能转化为电能的方式是通过传统的化学
4、能转化为电能的方式是通过化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧其转换过程：其转换过程：化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发电机发电机电能电能通过锅通过锅炉实现炉实现通过蒸汽通过蒸汽机实现机实现通过发电通过发电机实现机实现缺点：缺点：。由于转换环节多，存在效率低、由于转换环节多，存在效率低、能源浪费、环境污染严重等问题能源浪费、环境污染严重等问题3、化学能通过原电池转化为电能、化学能通过原电池转化为电能铜锌原电池铜锌原电池实验实验24P35现象：关闭电键现象：关闭电键K可以看到电流计可以看到电流计，锌片锌片，铜片上，铜片上。反应原理：反应原理：锌片：锌片：铜片：铜片：总反应式：总反应式：指针
5、偏转指针偏转溶解溶解产生气泡产生气泡Zn2e=Zn2+2H+2e=H2Zn+2H+=Zn2+H2a、把锌片换成镁片把锌片换成镁片镁片：镁片：铜片：铜片：总反应式总反应式Mg2e=Mg2+2H+2e=H2Mg+2H+=Mg2+H2b、把锌片换成铁片把锌片换成铁片铁片：铁片：铜片：铜片：总反应式：总反应式：Fe2e=Fe2+2H+2e=H2Fe+2H+=Fe2+H2c、把把H2SO4换成换成CuSO4锌片：锌片：铜片：铜片：总反应式：总反应式：看到的现象：锌片看到的现象：锌片，铜片，铜片，CuSO4溶液溶液。Zn2e=Zn2+Cu2+2e=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu溶解溶解变粗变粗颜色变浅颜
6、色变浅原电池小结原电池小结定义：定义：将化学能转变为电能的装置将化学能转变为电能的装置本质：本质：电子的转移电子的转移原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断a根据电子流向判断，电子流出的一极为根据电子流向判断，电子流出的一极为极，电子流入的一极为极，电子流入的一极为极极b根据电极金属的活泼性判断，较活泼的金根据电极金属的活泼性判断，较活泼的金属为属为极，较不活泼的金属或非金属为极，较不活泼的金属或非金属为极极c根据反应类型判断，失电子发生氧化反应根据反应类型判断，失电子发生氧化反应的为的为极，得电子发生还原反应的为极，得电子发生还原反应的为极极d根据反应现象判断，通常负极会逐渐溶根据反应现象
7、判断，通常负极会逐渐溶解，正极会有气体产生或有固体析出。解，正极会有气体产生或有固体析出。负负正正负负正正负负正正原电池形成条件：原电池形成条件：a活动性不同的两电极（连接）活动性不同的两电极（连接）；b电解质溶液（插入其中并与电解质溶液（插入其中并与电极自发反应）电极自发反应）；c电极形成闭合电路电极形成闭合电路。电子流动方向（与电流方向相电子流动方向（与电流方向相反）反）。负极负极导线导线正极正极原电池电极反应方程式的书写原电池电极反应方程式的书写a、确定原电池的正、负极，以及两极上发生反、确定原电池的正、负极，以及两极上发生反应的物质，在原电池中，负极发生氧化反应，应的物质，在原电池中，
8、负极发生氧化反应，正极发生还原反应。正极发生还原反应。b、书写电极反应式时，应重视介质是否参与反、书写电极反应式时，应重视介质是否参与反应，并注意两极得失电子总数相等。应，并注意两极得失电子总数相等。c、将两极的电极反应式相加可得原电池的总、将两极的电极反应式相加可得原电池的总反应式。反应式。原电池原理的应用原电池原理的应用a、加快氧化还原反应的速率、加快氧化还原反应的速率b、比较金属的活动性强弱、比较金属的活动性强弱c、设计原电池、设计原电池如利用如利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2的氧化的氧化还原反应设计原电池还原反应设计原电池负极：负极：Cu2e=Cu2+氧化反应氧化反应正
9、极：正极：2Fe3+2e=2Fe2+还原反应还原反应d、金属的腐蚀、金属的腐蚀例如铁的腐蚀例如铁的腐蚀1、析氢腐蚀、析氢腐蚀（酸性较强的条件下的腐蚀）（酸性较强的条件下的腐蚀）负极：负极：Fe2e=Fe2+正极：正极：2H+2e=H22、吸氧腐蚀、吸氧腐蚀（酸性较弱或中性条件下的腐蚀）（酸性较弱或中性条件下的腐蚀）负极：负极：2Fe4e=2Fe2+正极：正极：O2+2H2O+4e=4OH1、烧烧杯杯中中盛盛的的是是水水，铁铁圈圈和和银银圈圈直直接接相相连连，在在接接头头处处用用一一根根绝绝缘缘细细丝丝吊吊住住，并并使使之之平平衡衡，小小心心地地从从烧烧杯杯中中央央滴滴入入CuSO4溶溶液液，反
10、反应应一一段段时间后，观察到的现象是（时间后，观察到的现象是（）A两两圈圈仍仍保保持持平平衡衡B有有气气泡泡产产生生，两两圈圈摇摇摆摆不不定定C铁圈向下倾斜铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜银圈向下倾斜银圈银圈铁圈铁圈D2、由由 镁镁 片片、铝铝 片片、导导 线线 和和 NaOH溶溶 液液 构构 成成 的的 原电池的负极是原电池的负极是，正极反应式正极反应式，负极反应式负极反应式。铝片铝片6H+6e=3H22Al6e+8OH=2AlO2+4H2O二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源1、干电池干电池干干电电池池是是用用锌锌制制筒筒形形外外壳壳作作，位位于于中中央央的的顶顶盖盖有有铜铜帽帽的的石石墨墨
11、作作，在在石石墨墨周周围围填填充充NH4Cl和和淀淀粉粉糊糊作作电电解解质质，还还填填有有黑黑色色粉粉末末，吸吸收收正正极极放放出出的的。电电极极反反应应式式为：负极：为：负极：正极：正极：电池总反应式：电池总反应式：负极负极正极正极MnO2H2Zn2e=Zn2+2NH4+2e=2NH3+2H2（2MnO2+H2=Mn2O3+H2O）Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+2H2淀粉糊的作用是：淀粉糊的作用是：提高阴、阳离子在两极的迁移速率提高阴、阳离子在两极的迁移速率干电池的特点是：干电池的特点是：只能一次性使用只能一次性使用2、充电电池、充电电池充充电电电电池池又又称称。可可充充电电电电池池是
12、是两两极极都都参参加加反反应应的的电电池池。这这是是一一种种发发展展较较快快的的原原电电池池，如如铅铅蓄蓄电电池池、银银锌锌电电池池、（纽纽扣扣电电池池）、锂锂电电池池、爱爱迪迪生生蓄蓄电电池池等等，它它们们的的负负极极是是，正正极极一一般般是是。放放电电时时，负负极极被被。正正极极材材料料的的氧氧化化物物被被，充充电电时时的的电电极极反应与放电时相反。反应与放电时相反。较活泼的金属较活泼的金属金属氧化物金属氧化物二次电池二次电池氧化氧化还原还原铅铅蓄蓄电电池池可可放放电电亦亦可可充充电电，它它是是用用硬硬橡橡胶胶或或透透明明塑塑料料制制成成方方形形外外壳壳，在在正正极极板板上上有有一一层层棕
13、棕褐褐色色的的，负极板是海绵状的，负极板是海绵状的，两极均浸入，两极均浸入溶溶液液中中，且且两两极极间间用用微微孔孔橡橡胶胶或或微微孔孔塑塑料料隔开。隔开。负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：铅蓄电池铅蓄电池PbO2金属铅金属铅硫酸硫酸Pb+SO422e=PbSO4PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O当当硫硫酸酸的的浓浓度度降降低低，溶溶液液的的密密度度达达1.18g/cm3时时应应停停止止使使用用，需需充充电电，充充电电时时起起电电解解池池的的作作用用，电极反应为：电极反应为：阳极：阳极：阴极：阴极：充电总反
14、应式：充电总反应式：铅蓄电池放电和充电总反应式：铅蓄电池放电和充电总反应式：PbSO4+2H2O2ePbO2+4H+SO42PbSO4+2e=Pb+SO422PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电放电充电充电镍镉电池镍镉电池镍镍镉镉电电池池以以Cd为为负负极极，NiO(OH)为为正正极极，以以KOH为电解质为电解质负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：Cd2e+2OH=Cd(OH)22NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OHCd+2NiO(OH)2+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2氢镍电池
15、氢镍电池负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：H2+2OH2e=2H2O2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OHH2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2锂电池锂电池锂锂电电池池是是新新一一代代可可充充电电的的绿绿色色电电池池，已已成成为为笔笔记记本本电电脑脑、可可移移动动电电话话、摄摄象象机机等等低低功功耗耗电器的主流电源。电器的主流电源。三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是一一种种高高效效低低污污染染的的新新型型电电池池，主主要要用用于于航航天天领领域域。它它的的电电极极材材料料一一般般为为铂铂电电极极，活活性性炭炭电电
16、极极，电电解解质质溶溶液液一一般般为为40%的的KOH溶液。溶液。负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：2H2+4OH4e=4H2OO2+2H2O+4e=4OH2H2+O2=2H2O若电解质溶液为稀若电解质溶液为稀H2SO4负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：2H24e=4H+O2+4H+4e=2H2O2H2+O2=2H2O甲烷氧气燃料电池甲烷氧气燃料电池该该电电池池用用铂铂片片插插入入KOH溶溶液液中中作作电电极极，在在两两极极上上分别通甲烷和氧气分别通甲烷和氧气负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：CH4+10OH8e=CO32+7H2O2O2+4H2O+8e=8OHCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2OAl空气空气海水电池海水电池负极：负极：正极：正极：放电总反应式：放电总反应式：4Al12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3