1、化学能与电能 1本文由 fl 千与千寻贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。化学能与电能电能是现代社 会中应用最广泛、 会中应用最广泛、 使用最方便、 使用最方便、污染 最小的一种二次能 又称为电力。 源，又称为电力。一、化学能与电能的相互转化估计在 2050 年火电仍居首位 年火电仍居首位 估计在火电， 火电，又称为 火力发电。 火力发电。那 么，火究竟是 如何转化为电？ 如何转化为电？2001 年我国发电总量构成图 年我国发电总量构成图1、火力发电的原理分析。 、火力发电的原理分析。化学能燃烧热能蒸汽机械能发电机电能2、火力发电的化
2、学深层本质分析 、 火力发电过程将化学能经一系列能量转化为电能关键燃烧本质氧化还原反应本质氧化剂与还原剂之间发生电子的转移引起旧键断裂和新键形成、 旧键断裂和新键形成、体系能量变化3、火力发电的利弊分析。 、火力发电的利弊分析。思考 1：火力发电有何利与弊？ 思考 ：火力发电有何利与弊？燃料燃烧转化为电能后， 燃料燃烧转化为电能后，社会 利 中应用最广泛、使用最方便。 中应用最广泛、使用最方便。 产生二氧化硫和氮的氧化物， 产生二氧化硫和氮的氧化物， 导致空气污染，导致空气污染，也会造成酸 弊 破坏生态环境； 雨，破坏生态环境；会产生 二氧化碳， 二氧化碳，会使地球的温室 效应恶化。 效应恶化
3、。能量的转化效率 地低. 地低思考 2：假设你是电力工程师， 思考 ：假设你是电力工程师，面 对这些利与弊，你会如何应对呢？ 对这些利与弊，你会如何应对呢？a、改进火力发电 、 b、研究新的发电方式 、 方式之一就是尝试将化学能直接转化为 电能。就像电池。 电能。就像电池。其好处就是减少中间 环节能损，高效、清洁利用燃料， 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。4、原电池 、现学生实验 2 学生实验 24 将化学能转变为电能的装置。 将化学能转变为电能的装置。 象 电极方程式 电极铜片 有气泡产生 锌片 不断溶解 电流 指针发生 表 偏转2H+2e=H2 还原反
4、应) (还原反应) Zn Zn2e=Zn2+ 氧化反应) (氧化反应)正极 负极实验结果表明， 实验结果表明，导线中有电流通过。当把用导线连接的铜片和锌片一 同浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼， 同浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼， 容易失去电子，锌被氧化成 Zn 容易失去电子，锌被氧化成 Zn2+而进 入溶液， 入溶液，电子由锌片通过导线流向铜 溶液中的 H 片，溶液中的 H+从铜片获得电子被还 原成氢原子， 原成氢原子，氢原子结合成氢分子从 铜片上逸出。 铜片上逸出。学 与 问 你知道电子是怎样流动的吗？你如何判断 你知道电子是怎样流动的吗？ 电源的正极、负极？ 电源的正极、负极？ 我们知道，电流
5、是从正极流向负极的， 我们知道，电流是从正极流向负极的， 与电子的流向是相反的。从实验知道电子 与电子的流向是相反的。 从锌片流向铜片， 从锌片流向铜片，所以电流应该是从铜片 流向锌片的， 流向锌片的，因此可知原电池两极的判断 方法：活泼金属发生氧化反应 向外线 方法：活泼金属 发生氧化反应向外线 发生氧化反应 路提供电子原电池的负极 原电池的负极； 路提供电子 原电池的负极；不活泼金属 或石墨） 发生还原反应 发生还原反应接受外线路 （或石墨）发生还原反应 接受外线路 提供的电子原电池的正极 原电池的正极。 提供的电子 原电池的正极。实践活动 自制电池水果电池。如下图： 水果电池。 自制电池
6、 水果电池 如下图：原电池化学反应本质： 原电池化学反应本质： 较活泼的金属发生氧化反应， 较活泼的金属发生氧化反应，电 子从较活泼的金属（负极） 子从较活泼的金属（负极）通过外电 路流向较不活泼的金属（正极） 路流向较不活泼的金属（正极） 化学电池由正极、负极、 化学电池由正极、负极、电解质溶液 以及容器组成。 以及容器组成。思考与交流 通过以上实验和探究， 通过以上实验和探究，试说明化学 电池由几部分组成， 电池由几部分组成，它的组成条件是什 么？ 总结归纳原电池的构成条件： 总结归纳原电池的构成条件： 有两种活动性不同的金属 或非金属导体）作电极。 （或非金属导体）作电极。 电极材料均插
7、入电解质溶液中。 电极材料均插入电解质溶液中。 两极相连形成闭合电路。 两极相连形成闭合电路。一、铜片和锌片用导线连接后插入 铜片和锌片用导线连接后插入 稀硫酸中,锌片是 锌片是( 稀硫酸中 锌片是 负 ) 极 在用锌片,铜片和稀硫酸组成的 二、在用锌片 铜片和稀硫酸组成的 原电池装置中,经过一段时间工作 原电池装置中 经过一段时间工作 下列说法中正确的是( 后,下列说法中正确的是 C ) 下列说法中正确的是 A、锌片是正极 铜片上有气泡产生 锌片是正极,铜片上有气泡产生 B、电流方向是从 锌片流向铜片 C、溶液中硫酸的物质的量减小 D、电解液的 保持不变 电解液的 PH 保持不变化学电源空气
8、电池锂电池思考题(1)干电池的构造是什么样的 干电池的构造是什么样的? 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 干电池的负极和正极分别是什么? 干电池的负极和正极分别是什么 电解质溶液又是什么? 电解质溶液又是什么 (3)干电池使用久了会发生什么现象 干电池使用久了会发生什么现象? 干电池使用久了会发生什么现象(4)什么叫做充电电池 铅蓄电池的构 什么叫做充电电池?铅蓄电池的构 什么叫做充电电池 造是什么样的? 造是什么样的 (5)铅蓄电池负极和正极分别是什么 铅蓄电池负极和正极分别是什么? 铅蓄电池负极和正极分别是什么 电解质溶液又是什么? 电解质溶液又是什么 (6)废旧
9、电池是否应该回收 为什么 废旧电池是否应该回收?为什么 废旧电池是否应该回收 为什么?干 电 池负极:Zn- 2e- =Zn2+ 负极 正极(C):2NH4+ 2e- =2NH3+2H2 正极 上图是锌 上图是锌锰干电池体积小、性能好的碱性锌 体积小、性能好的碱性锌锰电池应运 而生。 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 的中性变为离子导电性更好的碱性， 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长， 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电 流大幅度提高。 流大幅度提高。铅蓄电池负极:Pb+SO42-2e-=PbSO4 负极 正极:PbO2+4H+SO42- +
10、2e正极 =PbSO4+2H2O 放电 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4= PbSO4+2H2O锂电池锂是密度最小的金属， 锂是密度最小的金属，用锂作为电 池的负极， 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。新型燃料电池负极:2H24e- +4OH- =4H2O 负极 正极:O2+2H2O+4e- =4OH正极总反应: 总反应 2H +O =2H O 2 2 2燃料电池不是把还原剂、 电极:多孔镍 多孔镍 电解质:KOH 电极 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 电解质部贮藏在电池内，而是在工作时， 部贮藏在电池内，而是在工作时，不
11、断从外 界输入， 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池科学探究构成原电池的条件 构成原电池的条件 科学探究学生实验探究实验序号 步骤要求 在一支试管中加入少量稀硫酸和一小粒纯锌粒 实验现象 用化学方 程式解释 实验现象 1.反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 反应中， 反应中 哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 是通过什么途径将电子转移给溶液中 H 思考问题 2. Zn 是通过什么途径将电子转移给溶液中 +的？ 是通过什么途径将电子转移给溶液中 想什么办法使 Zn 与 分开，不让 H 直接在 Zn 表 寻找答案 3.想什么办法使 与 H+分开，不让 +直接在 表 想什么办法使 面得电子？
12、 面得电子？ 列出你对 问题 3 的 问题 的 想 法实验序号 在另一支试管中加入少量稀硫酸和一小粒纯锌粒，在另一支试管中加入少量稀硫酸和一小粒纯锌粒， 步骤要求 再将一根粗铜丝插入试管，观察一会儿，使铜丝与 再将一根粗铜丝插入试管，观察一会儿， 锌粒接触， 锌粒接触，观察现象 实验现象 用化学方 程式解 释实验现象 1.反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 反应中， 反应中 哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 2. Zn 是通过什么途径将电子转移给溶液中 +的？ 是通过什么途径将电子转移给溶液中 H 是通过什么途径将电子转移给溶液中 思考问题寻 3. H+得到的电子是 失去的吗？Cu 在这
13、个过程中 得到的电子是 Cu 失去的吗 失去的吗？ 在这个过程中 找答案 起什么作用？ 起什么作用？ 4.想什么办法让这种电子的转移变成电流？ 想什么办法让这种电子的转移变成电流？ 想什么办法让这种电子的转移变成电流 列出你对 问题 4 的 问题 的 想 法实验序号 将锌片和铜片用导线连接， 将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧 步骤要求 杯中， 杯中，观察现象 实验现象 写化学方 程 式或解释 实验现象 1.反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 反应中， 反应中 哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 2.电子从 到溶液中 +经历了哪些途径？ 电子从 Zn到溶液中 电子从 到溶液中
14、H 经历了哪些途径？ 思考问题 3.导线在这个过程中起什么作用？ 导线在这个过程中起什么作用？ 导线在这个过程中起什么作用 寻找答案 4.你怎样才能知道导线中有电子流过？怎样才能知道 你怎样才能知道导线中有电子流过？ 你怎样才能知道导线中有电子流过 导线中电子流动方向？ 导线中电子流动方向？ 组内交流 列出想法实验序号 将锌片和铜片用导线连接， 将锌片和铜片用导线连接，在导线中间接入一个电流 步骤 计，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。将锌 平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。要求 片和铜片用导线反接电流计再做实验， 片和铜片用导线反接电流计再做实验，观察现象 实验 现象 解释实 验现象
15、 1.反应中，哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 反应中， 反应中 哪种物质失电子？哪种物质得电子？ 电子从 Zn 到溶液中 思考问题 2.电子从 到溶液中 +经历了哪些途径？ 电子从 到溶液中 H 经历了哪些途径？电流计在这个过程中起什么作用？ 寻找答案 3.电流计在这个过程中起什么作用？ 电流计在这个过程中起什么作用 4.你认为这个过程中能量的转化关系是怎样的？ 你认为这个过程中能量的转化关系是怎样的？ 你认为这个过程中能量的转化关系是怎样的 组内交流 列出想法原电池构成部 分对比一 Zn 稀硫酸 石墨 Cu 稀硫酸 石墨 电流计 原电池构成部 分对比二 Zn 稀硫酸 Fe Zn 乙醇 Fe 电流计实验现象解释或写化学方程式实验现象解释或写化学方程式原电池构成部分 对比三 Zn 稀硫酸 Zn Zn 稀硫酸 Fe 电流表 原电池构成部分 对比四实验现象解释或写化学方程式实验现象解释或写化学方程式插在一个 Zn 西红柿中 Cu 插在两个 Zn 西红柿中 Cu电流计1
