高一化学化学能与电能2.ppt

高一年级化学必修2第二章化学反应与能量,第二节化学能与电能（第二课时）,授课者：秦飞,由组成原电池的两极材料判断：,一般是活泼的金属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极,根据原电池两极发生的变化来判断：,失电子的反应氧化反应负极得电子的反应还原反应正极,简单原电池的正负极的判断,根据电流方向或电子流动方向判断：,电流是由正极流向负极电子流动方向是由负极流向正极,简单原电池的正负极的判断,方法与技巧,电极反应式书写方法：确定反应物和生成物；确定电子转移数；电荷守恒和质量守恒。,练习,1.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),1.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,巩固练习,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,2.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）。A.XYZB.XZYC.YXZD.YZX,巩固练习,C,3.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池,（1）Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,（2）2Fe3+Fe=3Fe2+,(ZnAgNO3C),(FeFe2(SO4)3C),巩固练习,4.请判断下列物质能否形成原电池，若能形成请指出正负极并写出电极反应式（1）Mg/H2SO4/Al（2）Mg/NaOH/Al,巩固练习,请根据原电池的原理，指出下列原电池的正极与负极分别是什么？写出电极反应方程式和总反应方程式。,巩固练习,相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？,二、发展中的化学电源,化学电池,一次性电池：如干电池,二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等,燃料电池：氢氧燃料电池,二、发展中的化学电源,1、干电池,负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH4+2e-=2NH3+H2,学与问：锌锰干电池即使不用，放置过久，也可能会漏液失效（作为电解质的NH4Cl的水溶液显酸性），使用和保存时应注意什么？,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、充电电池,(1)铅蓄电池,铅蓄电池的反应原理,负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4,正极：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：PbO2PbH2SO4=2PbSO4+2H2O,放电,充电,镍镉充电电池,密封、体积小、寿命长。镉（Cd）作负极，NiO（OH）作正极。以KOH作电解质。但镉有毒。,镍氢充电电池,锂离子充电电池,3、锂电池,负极：Li-e-=Li+正极：MnO2+e-=MnO2-总反应式：Li+MnO2=LiMnO2,优点：质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。,3、新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,负极（Pt）：2H24e-+4OH4H2O,正极（Pt）:O2+4e-+2H2O4OH,氢氧电池反应:,(1)KOH作导电液,(2)H2SO4作导电液,负极（Pt）：2H24e-4H+,正极（Pt）:O2+4e-+4H+2H2O,总反应:2H2+O22H2O,可以用哪些燃料代替氢气？,使用燃料电池的汽车,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2OH-=3H2O+CO32-,2O2+8e-+4H2O=8OH-,3、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A、AgB、Zn（OH）2C、Ag2OD、Zn,2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O,D,KOH,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,3.氢氧燃料电池,在上述燃料电池中，负极的pH如何变化？正极的pH又是如何变化的？电子的流向如何？电解质中电流又是如何形成的，其走向如何？若将电解质由KOH变成H2SO4，那电极反应又该如何书写？如果将H2换成CH4，电解质分别是酸或碱时的电极反应又怎样写呢？,【例】（全国高考题）镍氢电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。镍氢电池的总反应式是：H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2，电解质是KOH。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是()A.电池放电时，电池负极周围溶液的OH-不断增大B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，氢元素被还原D.电池放电时，H2是负极,CD,放电充电,【解析】根据反应：H2+2NiO（OH）2Ni(OH)2。可得出放电时的正、负极反应为：负极：H2+2OH-2e-=2H2O正极：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-由此可知放电时H2是负极，且负极反应消耗了OH-使溶液的pH不断减小，而在正极镍元素从+3价变为+2价被还原；充电时，则H元素从+1价变为0价被还原。,【例2】（2004年江苏卷）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)，下列说法错误的是A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq),【例2】（2004年江苏卷）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn