课件2-2：化学能与电能.ppt

第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 1 学习目标 1 了解化学能与电能之间的相互转化关系2 初步认识原电池的概念 原理 组成条件 电极名称 电极反应和总反应及原电池的应用 3 通过反应物之间电子转移的探究 理解原电池的形成是氧化还原的本质的拓展和应用 重点 原电池的概念 原理 组成及应用难点 原电池的原理 组成条件 电极反应和总反应 现代社会中使用最为普遍的能源 电能 又称电力 二次能源 电力是怎样产生的 一 化学能与电能的相互转化 化学能 燃料 热能 机械能 电能 燃烧 蒸汽 发电机 蒸汽轮机 2 存在的问题 经多次转换 能量损耗大 燃料的利用率低 环境污染严重 1 能量转换 1 火力发电 3 燃烧的本质是氧化还原反应 而氧化还原反应的本质是电子转移 2 原电池 1 定义 将化学能转变成电能的装置叫做原电池 较活泼金属 较不活泼金属 负极 正极 发生氧化反应 发生还原反应 e I 实验2 4 工作原理 现象 锌片不断溶解 铜片上有气泡产生 电流表的指针发生偏转 结论 电路中有电流通过 化学能转变成了电能 电子流出 电流流入 电子流入 电流流出 2 电极名称 3 电极反应式 负极 Zn 2e Zn2 氧化反应 正极 2H 2e H2 还原反应 4 总反应式 两个电极反应之和 Zn 2H Zn2 H2 Zn H2SO4 稀 ZnSO4 H2 原电池反应的本质是 氧化还原反应 5 原电池原理 负极发生氧化反应 正极发生还原反应 电子从负极经外电路流向正极 从而产生电流 使化学能转变成电能 电流方向呢 6 原电池组成条件 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 电解质溶液 做原电池的内电路 并参与反应 形成闭合回路 能自发地发生氧化还原反应 两极一液一连线 练习 下列装置中属于原电池的是 Zn Zn Zn Zn Zn C 石墨 C Fe Pb Fe Cu Cu Fe C 稀H2SO4 稀H2SO4 HCl溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 CH3COOH溶液 CuCl2溶液 CuCl2溶液 酒精 负极 Fe Fe 2e Fe2 正极 C 2H 2e H2 总反应式 Fe H2SO4 FeSO4 H2 电极反应式 负极 Zn Zn 2e Zn2 正极 Pb 2H 2e H2 总反应式 Zn 2CH3COOH CH3COO 2Zn H2 负极 Fe Fe 2e Fe2 正极 Cu Cu2 2e Cu总反应 Fe CuCl2 FeCl2 Cu 7 原电池原理的应用 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 防止钢铁腐蚀 在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属 如Zn 组成原电池后 使Fe成为原电池的正极而得到保护 钢铁的析氢腐蚀 负极 Fe 2e Fe2 正极 2H 2e H2 钢铁的吸氧腐蚀 负极 2Fe 4e 2Fe2 正极 2H2O O2 4e 4OH 第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 2 学习目标 1 了解生活中几种常见的化学电源 2 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题 形成较为客观 正确的能源观 提高开发高能清洁燃料的意识 会写常见电池的电极反应 重点 几种常见化学电源的工作原理 难点 从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质和利用价值 原电池原理的应用 制作化学电源 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 原电池原理是什么呢 利用氧化还原反应将化学能转变为电能 二 发展中的化学电源 干电池 铅蓄电池 锂电池 空气电池 1 干电池 一次电池 总反应 Zn 2NH4 Zn2 2NH3 H2 Zn MnO2 2NH4Cl 2MnO OH Zn NH3 2Cl2 电极反应 负极 Zn 2e Zn2 氧化反应 正极 2NH4 2e 2NH3 H2 还原反应 电解质为NH4Cl MnO2和淀粉糊形成的糊状混合物 有什么不足之处 使用不当时有什么危害 怎样进行改进 随着用电器朝着小型化 多功能化发展的要求 对电池的发展也提出了小型化 多功能化发展的要求 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 2 可充电电池 铅蓄电池 二次电池 总反应 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 总反应 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4 负极 Pb SO42 2e PbSO4正极 PbO2 SO42 4H 2e PbSO4 2H2O 负极 PbSO4 2e Pb SO42 正极 PbSO4 2H2O 2e PbO2 SO42 4H 2 铅蓄电池 可充电电池 二次电池 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 镍镉碱性蓄电池 锂电池 注意反应原理和判断电池的正负极 3 新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂 氧