高一化學(xué)必修2 第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能 ppt

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1、電能（電力）：二次能源電能（電力）：二次能源資料卡片：一次能源和二次能源資料卡片：一次能源和二次能源化學(xué)能熱能機(jī)械能電能化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低；環(huán)經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低；環(huán)境污染嚴(yán)重。境污染嚴(yán)重。化學(xué)能電能化學(xué)能電能 ？（看書（看書P40頁第二、三段，思考問題）頁第二、三段，思考問題）1、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時，化學(xué)、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為電能。能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為電能。2、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？3、能否將氧

2、化反應(yīng)與還原反應(yīng)在不同區(qū)域進(jìn)行？、能否將氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)在不同區(qū)域進(jìn)行？需要解決什么問題？需要解決什么問題？【實(shí)驗一【實(shí)驗一】分別把鋅片和銅片插入到稀分別把鋅片和銅片插入到稀H2SO4中中,觀察現(xiàn)象。觀察現(xiàn)象。原原 電電 池池 原原 理理【實(shí)驗二【實(shí)驗二】再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來，再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來，觀察銅片上有無氣泡產(chǎn)生？觀察銅片上有無氣泡產(chǎn)生？原原 電電 池池 原原 理理在導(dǎo)線中間接入一個電流表，在導(dǎo)線中間接入一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)? A一、原電池一、原電池1、定義、定義:把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔艿难b置的裝置.問題探究問題探

3、究你能找到原電池你能找到原電池的正負(fù)極嗎的正負(fù)極嗎? 原原 電電 池池 原原 理理“負(fù)極出電子，負(fù)極出電子，電子回正極電子回正極”原電池原電池必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的的還原反應(yīng)還原反應(yīng) 2、較、較活潑金屬活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)向外線路提供電子向外線路提供電子原原電池的負(fù)極；電池的負(fù)極； 較不活潑金屬（或石墨）較不活潑金屬（或石墨）發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)接受外線接受外線路提供的電子路提供的電子原電池的正極。原電池的正極。 電極電極材料材料現(xiàn)象現(xiàn)象電子電子得失得失電極反應(yīng)電極反應(yīng)原電池的電極原電池的電極Zn片片Cu片片總的離子反應(yīng)方程式總的

4、離子反應(yīng)方程式失失得得Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2負(fù)極負(fù)極正極正極Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有氣有氣體產(chǎn)體產(chǎn)生生Zn片片溶解溶解CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）結(jié)論：v有兩種活動性不同的金屬作電極有兩種活動性不同的金屬作電極結(jié)論：v有兩種活潑性不同的金屬有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：比較活潑的金屬比較活潑的金屬相對不活潑的金屬、石墨等相對不活潑的金屬、石墨等結(jié)論： 電極材料均浸入電極材料均浸入電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液中中結(jié)論： 兩極相連形成閉合電路兩極

5、相連形成閉合電路結(jié)論： 一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) u思考與交流思考與交流 通過以上實(shí)驗和探究，試說明化學(xué)電池由幾部通過以上實(shí)驗和探究，試說明化學(xué)電池由幾部分組成，它的組成條件是什么？分組成，它的組成條件是什么？ 兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和 另一種非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極。另一種非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極。電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液。電極用導(dǎo)線相聯(lián)構(gòu)成閉合回路電極用導(dǎo)線相聯(lián)構(gòu)成閉合回路。有一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)有一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)3、原電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液以及容器組成。、原電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液以及容器組成。5、原電池化學(xué)

6、反應(yīng)本質(zhì)：、原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)： 較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極）（正極） 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)電極材料電極材料介質(zhì)介質(zhì)同一容器同一容器現(xiàn)象現(xiàn)象能否形成能否形成原電池原電池ZnZn稀稀硫硫酸酸Zn石墨石墨FeZnCuZn乙醇乙醇CuZn一個西紅柿一個西紅柿CuZn兩個西紅柿兩個西紅柿CuZn橙汁橙汁6、原電池設(shè)計思路：、原電池設(shè)計思路：放能量的氧化還原反應(yīng)（放熱反應(yīng)）放能量的氧化還原反應(yīng)（放熱反應(yīng)） 通常須兩活性不同的電極通常須兩活性不同的電極 電解質(zhì)溶液

7、電解質(zhì)溶液 還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反 應(yīng)；氧應(yīng)；氧 化劑在正極得電子化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)二、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化二、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化電能電能化學(xué)能化學(xué)能原電池原電池電解電解 請同學(xué)們根據(jù)原電池的原理，指出下列請同學(xué)們根據(jù)原電池的原理，指出下列原電池的正極與負(fù)極分別是什么？寫出電極原電池的正極與負(fù)極分別是什么？寫出電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式。反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式。鞏鞏 固固 練練 習(xí)習(xí) 相同條件下，純鋅粒和粗鋅粒與同濃度的相同條件下，純鋅粒和粗鋅粒與同濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率一樣嗎？為什么？假如要稀硫酸反應(yīng)的速率一樣嗎？為什么

8、？假如要求你設(shè)計實(shí)驗來證明你的觀點(diǎn)，你的實(shí)驗方求你設(shè)計實(shí)驗來證明你的觀點(diǎn)，你的實(shí)驗方案是怎樣的？證據(jù)和結(jié)論又是什么？案是怎樣的？證據(jù)和結(jié)論又是什么？病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析 你能為她開一個藥方嗎？你能為她開一個藥方嗎？原電池分析原電池分析電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫總反應(yīng)方程式的書寫總反應(yīng)方程式的書寫化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)原電池電極名稱的確定方法原電池電極名稱的確定方法根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、化合物是正極

9、?；衔锸钦龢O。根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極負(fù)極得電子的反應(yīng)得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)正極正極思思 考考 題題請根據(jù)反應(yīng)請根據(jù)反應(yīng) 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+設(shè)計原電池，你有哪些可行方案設(shè)計原電池，你有哪些可行方案?Fe-Cu FeCl3Fe-C Fe(NO3)3Fe-Ag Fe2(SO4)3 把把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，相連時，a為為負(fù)極；負(fù)極；c、d相連時，電流由相連時，電流由d到到c；a、c相連時，相連

10、時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，相連時，b上有大量氣上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為：泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B練練 習(xí)習(xí)三、發(fā)展中的化學(xué)電源三、發(fā)展中的化學(xué)電源氫氧燃料電池氫氧燃料電池KOH溶液溶液H2O2H2Oa b19691969年美國年美國“阿波羅阿波羅1111號號”登月成功。飛船上使用的氫登月成功。飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個電極均由多孔性碳制成，個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。在電極表面放電。1 1、a a是是 極，極， b b是是 極極電極反應(yīng)式分別為：電極反應(yīng)式分別為：負(fù)負(fù)正正 2 2、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如：甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式： ，此時電池內(nèi)總的反應(yīng)式 。