1、第二章 化学反应与能量,第二节 化学能与电能,【思考与交流】,化学反应不仅有新物质生成，同时还伴随着能量的变化，但这种能量的变化通常以热能形式表现出来，那么有没有以电能形式表现出来的时候呢，试举例说明。,【火力发电原理及过程】,思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？,化学能（燃料）,燃烧,热能,蒸汽,机械能 （涡轮机）,发电机,电能,思考：火力发电有什么缺点？,1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机,2.煤炭燃烧会产生污染性气体,3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低,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。,实验2一4,现象：,解释：,Zn片上有气泡（H2）， Zn片逐溶
2、解；Cu片无明显现象。,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,将铜片和锌片用导线连接插 入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。,实验2-4,现象：,解释：,Zn片逐渐溶解但无气泡； Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。,？,G,【实验现象剖析】,Zn片逐渐溶解但无气泡； Cu片上有气泡（H2）； 电流计指针偏转。,指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。,Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子（ Zn2e = Zn2+）变成Zn2+进入溶液，电子经导线流向Cu片， 溶液中的H由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2（2H+2e = H2 ）,整个装置能量是
3、怎样转化的？,第一课时 原电池,一、原电池,1.定义：,将化学能直接转变成电能的装置， 称为原电池,电源,2.正负极：,负极：,电子流进（或电流流出）的一极,正极：,电子流出（或电流流进）的一极,一、原电池,3.电极反应：,负极,正极,Zn-2e-=Zn2+,2H+2e-=H2,氧化反应,还原反应,Zn+2H+=Zn2+H2（两个电极反应之和）,小结：,负极,失去电子的一极,氧化反应,活性强,正极,得到电子的一极,还原反应,活性弱,e-,外电路：,内电路：,阳离子正极,阴离子负极,这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流,一、原电池,4.工作原理：,H2SO4 (aq),CuSO
4、4 (aq),负极( ): . 正极( ): . 总反应式: .,负极( ): . 正极( ): . 总反应式: .,课堂练习：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,Ag,Fe,Fe,Ag,Fe2e - = Fe 2+,2H+2e - = H2,Fe+2H+ = Fe 2+ +H2,Zn,Cu,Zn2e - = Zn2+,Cu2+ +2e - = Cu,Zn+Cu2+ = Zn2 + Cu,回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些,一、原电池,组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器,构成条件猜想：,电极有关-相同的电
5、极材料,导线有关-切断导线,电解质溶液有关-非电解质,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,有两种活动性不同的金属作电极,实验探究:形成原电池的条件,有两种活泼性不同的金属 （或一种是非金属导体）作电极,其中:,较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极,可以,结论：,实验探究:形成原电池的条件,结论：,整个装置构成闭合电路,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,电极材料均浸入的是电解质溶液,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,一个自发进行的氧化还原反应,u,不可,一、原电池,5.原电池的形成条件：,两极一液一连线, 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
6、棒”）作电极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）；,特殊AI-Mg-NaOH是Al作负极,Fe-Cu-HNO3（浓）是Cu作负极, 电解质溶液, 形成闭合回路, 能自发地发生氧化还原反应,酒精、蔗糖、四氯化碳不行,Zn Cu,Fe C(石墨),Zn Cu,Zn Zn,Fe Cu,Si C(石墨),稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C D,Zn Cu,稀H2SO4 酒精 稀H2SO4 E F G H,1.,课堂练习,2.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( ) A.Mg
7、 B.Fe C.Al D.Cu,B,3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 PH( ) A.不 B.先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小,C,4.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）,A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4 B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸 C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液,D,5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相
8、连时，b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( )Aa b c d Ba c d b Cc a b d Db d c a,B,判断原电池正、负极的方法,1、由组成原电池的两极材料判断：,一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极,2、根据电流方向或电子流动方向判断：,电子流出的一极是负极，电子流进的一极是正极,4、根据原电池两极发生的变化来判断：,发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极,【归纳小结】,5、电极反应现象：,不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极,3、根据内电路离子移动的方向判断：,阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的为
9、负极,制作化学电源 加快反应速率：例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 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。钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀,一、原电池,6.原电池原理的应用：,通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下 部分，装有一定数量的锌块，请解释原 因。,思考题,原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。,第二课时 化学电源,空气电池,锂电池,(1)干电池的构造是什么样的? (2)干电池的负极和正极分别是什么?
10、电解质溶液又是什么? (3)干电池使用久了会发生什么现象?,思考题,(4)什么叫做充电电池?铅蓄电池的构造是什么样的? (5)铅蓄电池负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么? (6)废旧电池是否应该回收?为什么?,?,干 电 池,上图是锌锰干电池,负极:Zn- 2e- =Zn2+ 正极(C):2NH4+ 2e- =2NH3+2H2 ,体积小、性能好的碱性锌锰电池应运 而生。这类电池的重要特征是电解液由原来 的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电 流大幅度提高。,铅蓄电池,锂电池,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负极相比较，使用寿命大大延长。,新型燃料电池,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，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,负极:2H24e- +4OH- =4H2O 正极:O2+2H2O+4e- =4OH- 总反应:2H2+O2=2H2O 电极:多孔镍 电解质:KOH,
