必修2化学能与电能ppt课件.ppt

化学能与电能 电的广泛应用 电能是现代社会中应用最广泛 使用最方便 污染最小的一种二次能源 又称为电力 1 火力发电原理及过程 燃烧 蒸汽 发电机 一 化学能转化为电能 2 火力发电的化学深层本质分析 燃烧 氧化还原反应 氧化剂与还原剂之间发生电子的转移 火力发电 将化学能经一系列能量转化为电能 旧键断裂和新键形成 体系能量变化 过程 关键 本质 本质 引起 思考 火力发电有何弊端 多次转换 能量利用率低 实验现象 锌片溶解 有气泡产生 将一Zn片平行插入稀H2SO4中 有什么现象 Zn 2H Zn2 H2 还原剂 氧化剂 还原剂氧化反应 氧化剂还原反应 e 如何将氧化还原反应产生的能量直接转化为电能 实验现象 铜片上有气泡产生 锌片不断溶解电流表发生偏转 若将Zn片 Cu片用一导线连接再插入稀H2SO4中 有什么现象 实验探究 Zn Cu A 稀H2SO4 I 负极 正极 阴离子移向负极阳离子移向正极 电子从负极流向正极电流从正极流向负极 失电子 得电子 锌片Zn 2e Zn2 氧化反应 2 原电池 1 定义 把化学能转变为电能的装置 2 电极反应式 负极 正极 总反应 Zn 2H Zn2 H2 铜片2H 2e H2 还原反应 稀硫酸 稀硫酸 探究 原电池的构成条件 条件一 有活泼性不同的两种金属或非金属 稀硫酸 稀硫酸 酒精溶液 稀硫酸 形成条件二 电极需插进电解质溶液中 稀硫酸 稀硫酸 形成条件三 必须形成闭合回路 3 原电池的构成条件 两种活动性不同的金属 或一种是可导电的非金属 做电极 电极插入电解质溶液中 酸 碱 盐 两极相连形成闭合回路 原电池化学反应本质 氧化还原反应 自发进行的氧化还原反应 4 正 负极的判断方法 电子流出 金属溶解 质量减少 电子流入 负极 较活泼金属 正极 氧化反应 较不活泼金属 非金属 还原反应 有气泡产生 质量增加 1 对于锌 铜 稀硫酸组成的原电池装置中 当导线中有1mol电子通过时 理论上的两极变化是 锌片溶解了g 铜片上析出LH2 练习 32 5 11 2 2 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀H2SO4溶液中 下列各叙述正确的是 A 正极附近SO42 的浓度逐渐增大B 负极附近SO42 的浓度逐渐增大C 电解质溶液的pH逐渐减小D 电解质溶液的pH逐渐增大 BD ZnCu Fe石墨 ZnCu FeCu CuAg CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4 酒精溶液AgNO3溶液稀HCl 练习 ZnFe 3 判断下列哪些装置构成了原电池 若是 指出正负极名称 并写出电极反应式和总反应 正极 负极 总反应 Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu A Al Mg NaOH溶液 正极 负极 总反应 Al 3e 4OH AlO2 2H2O 2H2O 2e 2OH H2 2Al 2H2O 2OH 2AlO2 3H2 1 锌片插入稀硫酸中 被腐蚀 2 锌片在锌 铜 稀硫酸的原电池中作为负极 也被腐蚀 请问哪个反应速率更快 思考题1 4 原电池的应用 加快氧化还原反应的速率 Zn 有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 a b相连后 a极金属不断溶解 c d相连后 外电路电流由d到c a c相连后 c极产生大量气泡 b d相连后 d极发生氧化反应据此 判断四种金属的活动性顺序是 a c d b 思考题2 4 原电池的应用 比较金属的活动性强弱 请根据反应Fe Cu2 Fe2 Cu 设计原电池 思考题3 A 负极 Fe 2e Fe2 正极 Cu2 2e Cu Fe Cu C CuSO4溶液 练习 将下列氧化还原反应设计成原电池 2Fe3 Fe 3Fe2 Zn 2Ag Zn2 2Ag 二 发展中的化学电源 1 干电池 负极 锌筒 2MnO2 2NH4 2e Mn2O3 2NH3 H2O 一次性电池 正极 石墨棒 最早使用的电池 锌锰电池 Zn 2e Zn2 碱性锌锰电池 用湿的KOH代替NHCl4作电解质 2 充电电池 铅蓄电池 最早使用的充电电池 又称二次电池 铅蓄电池构造示意图 电极反应式 放电时 负极 Pb SO42 2e PbSO4正极 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 铅蓄电池 PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O 放电充电 总反应 放电充电 镍镉电池 密封式 体积小 寿命长 但镉有毒 负极 Cd 正极 NiO OH 电解质 KOH 镍氢电池 锂离子电池 新一代可充电的绿色电池 是笔记本电脑 移动电话 摄象机等低功耗电器的主流电源 练习 铅蓄电池的两极分别为Pb PbO2 电解质溶液为H2SO4 电池放电时的反应为Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 下列对电池放电时的分析正确的是 A Pb为正极被氧化B 电子从PbO2经外电路流向PbC 负极的电极反应式为 Pb SO42 2e PbSO4 D 电解质溶液pH不断减小 C 练习 镍 镉可充电电池 电极材料是Cd和NiO OH 电解质是KOH 放电时的电极反应式 负极 Cd 2OH 2e Cd OH 2 正极 2NiO OH 2H2O 2e 2Ni OH 2 2OH 下列说法不正确的是 A 电池的总反应式是Cd 2NiO OH 2H2O2Ni OH 2 Cd OH 2B 电池充电时 镉元素被还原C 电池放电时 电池负极周围溶液的pH不断增大 放电充电 C 3 燃料电池 特点 是一种高效 环境友好的发电装置 原理 将和反应所放出的直接转化为 燃料 氧化剂 化学能 电能 与其他电池的区别 反应物不是储存在电池内部 而是由外设装备提供燃料和氧化剂 氢氧燃料电池 电极 惰性金属Pt 负极 通入H2 正极 通入O2 3 燃料电池 总反应式 2H2 O2 2H2O 电解质溶液为30 的氢氧化钾溶液 负极 2H2 4e 4OH 4H2O正极 O2 4e 2H2O 4OH 电解质溶液为稀硫酸 负极 2H2 4e 4H 正极 O2 4e 4H 2H2O 1 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上 其反应原理示意图如图 下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A 该电池工作时电能转化为化学能B 该电池中电极a是正极C 外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD 该电池的总反应 2H2 O2 2H2O 电极a H2 O2 电极b D 2 以乙醇为原料制作的燃料电池 即乙醇燃料电池 相比于甲醇燃料电池在安全性方面具有很大优势 乙醇燃料电池的总反应式 C2H5OH 3O2 2CO2 3H2O 下列说法不正确的是 A C2H5OH在电池的负极上参加反应B 1mol乙醇被氧化转移6mol电子C 在外电路中电子由负极沿导线流向正极D 电池正极得电子的物质是O2 B 利用Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2反应 设计原电池 1 选用 为负极 为正极 电解质溶液为 2 写出电极反应式负极 正极 3 画出装置图 微型纽扣电池在现代生活中是广泛应用的一种银锌电池 其电极分别是Ag2O和Zn 电解质溶液为KOH溶液 电极反应式分别为Zn 2OH 2e ZnO H2OAg2O H2O 2e 2Ag 2OH 电池总反应式为Ag2O Zn 2Ag ZnO根据上述反应式 下列叙述中正确的是 A 在使用过程中 电池负极区溶液pH增大B 在使用过程中 电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C 在使用过程中 Zn电极发生还原反应 Ag2O电极发生氧化反应D 外电路中每通过2mo