化学能电能课件第一课时.ppt

第二节 化学能与电能,1.一次能源:直接从自然界取得的能源称为一次能源。如：水力、风力、原煤、石油、天然气等。,2.二次能源:一次能源经加工、转化得到的能源称为二次能源。如：电力、蒸汽、氢能等。,能源的分类,一、化学能与电能的相互转化,电能（电力）：二次能源,2001年我国发电总量构成图,（分析火力发电的利与弊）,1.火力发电的原理,火力发电优点:,1.我国煤炭资源丰富,廉价方便. 2.电能清洁安全,又快捷方便.,火力发电缺点:,1.排出大量的温室效应气体。 2.有废气可能导致酸雨。 3.产生废料、废水。 4.化石燃料储量有限。 5.能量转换效率低。,1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转换为电能。 2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从还原剂区域流向氧化剂区域。,演示探究,大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解,锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。,（1）定义:把化学能转变为电能的装置.,（2）CuZn原电池工作原理,2. 原电池原理,Zn2+,Zn2+,-,-,H2,H+,H+,H+,Zn +2H+ =Zn2+ +H2,H2SO4,Zn,Cu,H2,H+,-,-,失,得,Zn2e- Zn2+,2H+ 2e- H2,负极,正极,Zn+ 2H+ Zn2+ + H2,有气体产生,Zn片溶解,（氧化反应）,（还原反应）,思考：在CuZn原电池中把Zn电极换成 Fe电极是否还能构成原电池？ 换成Al电极呢？ 把Cu电极换成炭棒或银电极呢？,小结：电极有很多种。,原电池由哪几部分构成的？,实验探究,（3）原电池的构成条件,两种活泼性不同的金属（或一种金属 和另一种非金属导体）构成电极。 电解质溶液。 电极用导线相连构成闭合回路。 能发生自发的氧化还原反应。,铜片的作用是什么？ 可以用石墨代替吗?,【问题一】,【问题二】,Cu,Zn,整个装置是如何形成电流的闭合回路的?,负极,正极,【问题三】,Cu,Zn,溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？,Zn2+,负极,正极,静电作用,【问题四】,Cu,Zn,有人说在铜锌原电池中，活泼金属失去电子，不活泼金属得到电子。这种说法正确吗？,Zn2+,负极,正极,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,【问题五】,Cu,Zn,为什么H+在铜片上得到电子，而不是在锌片上得到电子？,Zn2+,负极,正极,静电斥力,静电引力,形成原电池可以大大加快反应速率,实验探究,不偏转,偏转,两极材料不同,有两种活泼性不同的金属作电极 （或金属与非金属、或金属与金属氧化物）,不偏转,偏转,实验探究,不偏转,溶液不同,电极材料均插入 电解质溶液中,偏转,不偏转,容器不同,两极相连形成闭合电路,实验探究,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,氧化反应,还原反应,负极,正极,电子沿导线传递，产生电流,阳离子,失去电子,溶液中阳离子得到电子,阴离子,正极,负极,SO42-,原电池工作原理小结,活泼金属,不活泼金属或石墨,通常是活泼金属是负极，不活泼金属、 碳棒、化合物是正极。,思考：如何判断原电池的正、负极？,失电子的反应氧化反应负极 得电子的反应还原反应正极,根据电极反应的本身确定。,根据电极材料的性质确定。,（4）原电池化学反应本质：,氧化还原反应,原电池设计思路：,能自发进行的氧化还原反应,通常须两个活性不同的电极,电解质溶液,还原剂在负极失电子，发生氧化反应，氧化剂在正极得电子,发生还原反应,实践活动,有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、 C棒、导线、稀硫酸、硫酸铜溶液、水果 （西红柿、苹果等）、电流表，请设计一 个装置使电流计指针发生偏转，并画出设 计草图。,1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( ),习题一：,C,原电池的判断,习题二,3.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 该反应的的原电池正确组合是（ ）,C,原电池构成条件,发明电池的故事,伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。 有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。 为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。,发明电池的故事,一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。 接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。 这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。 伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着,为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。,二、发展中的化学电源,2、充电电池,铅蓄电池结构,充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。,汽车用蓄电池,（1）铅蓄电池,（2）镍镉碱性蓄电池 a.构造：正极材料为NiO(OH),负极材料为Cd,电解质溶液为KOH溶液。 b.电极反应： 负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH- 总反应方程式： Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2 ,（3）新一代可充电的绿色电池锂离