化学能与电能

,化学能与电能,高一化学第二章第二节,1.初步了解原电池的概念、原理、组成。2.通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。,学习目标：,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。,估计在2050年火电仍居首位,1.火力发电的原理分析。,1.火力发电的原理分析。,1.火力发电的原理分析。,电能,机械能,热能,a.排出大量的温室效应气体.b.有废气可能导致酸雨c.废料废水d.储量有限e.能量转换效率低,a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.b.电能清洁安全,又快捷方便.,思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？,思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？,a.改进火力发电,思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？,a.改进火力发电,b.研究新的发电方式,思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？,a.改进火力发电,b.研究新的发电方式,方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。,生活中的电池,普通干电池,手机电池,钮扣电池,笔记本电脑专用电池,摄像机专用电池,“神六”用太阳能电池,能否直接转化为,电能？,1.电流是怎样形成的？,能否直接转化为,电能？,1.电流是怎样形成的？,能否直接转化为,2.氧化还原反应的实质是有电子的转移，为何氧化剂与还原剂直接反应时没有电流形成？根据电流形成的原理，你能否设计出将氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方案？,电能？,1.电流是怎样形成的？,提示：怎样才能使氧化还原反应中的电子转移定向移动？,能否直接转化为,2.氧化还原反应的实质是有电子的转移，为何氧化剂与还原剂直接反应时没有电流形成？根据电流形成的原理，你能否设计出将氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方案？,电能？,实验1将铜片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸,在锌片表面有气泡铜片表面没有气泡,实验探究,请你先预测下列实验的现象，再动手实验，观察现象。,实验2用导线将锌片、铜片连接起来在导线中间接入一个电流表,铜片表面也出现气泡,电流计指针偏转,A,锌表面有气泡产生，铜表面无明显现象,1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的？3.什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？,用导线将锌表面的电子引出来,Zn+2H+=Zn2+H2,演示探究,Cu起传导电子的作用。可用电流表测电流及方向。,Zn+2H+=Zn2+H2,大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解,1.H+得到的电子是Cu失去的吗？2.在这个过程中Cu起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？,演示探究,化学能直接转化为电能,1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？2.你认为这个过程能量是如何转化的？,锌表面无气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,电子从锌片流出,流入铜片,经外电路,H+,Zn2+,SO42-,阳离子:移向正极,阴离子移向负极,失,得,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,负极,正极,Zn+2H+Zn2+H2,有气体产生,Zn片溶解,第一组,探究形成原电池的条件,（可以）,第一组,探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,第一组,探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,第一组,探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,第一组,探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一：活泼性不同的两个电极,第一组,探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一：活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等,第一组,探究形成原电池的条件,探究形成原电池的条件,第二组,（可以）,探究形成原电池的条件,第二组,（可以）,（不可以）,探究形成原电池的条件,第二组,（可以）,（不可以）,形成条件二：自发的氧化还原反应;电极需插进电解质溶液中,探究形成原电池的条件,第二组,第三组,探究形成原电池的条件,第三组,探究形成原电池的条件,（不可以）,第三组,探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,二、原电池的形成条件,二、原电池的形成条件,1.两个电极(活泼性不同)；,二、原电池的形成条件,1.两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等,二、原电池的形成条件,1.两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等,2.电极需插进电解质溶液中,二、原电池的形成条件,1.两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等,2.电极需插进电解质溶液中,3.必须形成闭合回路,二、原电池的形成条件,4.自发的氧化还原反应,1.两个电极(活泼性不同)；,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等,2.电极需插进电解质溶液中,3.必须形成闭合回路,1.下列装置中能组成原电池形成电流的是,H2SO4,Cu,Zn,酒精,A,Zn,H2SO4,Cu,H2SO4,C,Cu,Cu,H2SO4,习题一,B,A,A,Zn,Cu,A,A,D,1.下列装置中能组成原电池形成电流的是,C,H2SO4,Cu,Zn,酒精,A,Zn,H2SO4,Cu,H2SO4,C,Cu,Cu,H2SO4,习题一,B,A,A,Zn,Cu,A,A,D,病例分析,病例分析,病例分析,你能为她开一个药方吗？,你能为她开一个药方吗？,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.,(),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.,(),(),(),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.,(),(),(),负极：,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.,(),(),(),负极：,Zn2e-Zn2+,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.,(),(),(),负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,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：,正极：,Zn2e-Zn2+,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+,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,(),(),负极：,(),负极：,Zn2e-Zn2+,(),负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,(),负极：,正极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,(),(),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,(),(),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,(),(),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,书写电极反应式，注意几点：（1）电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应式的一切规则；（2）负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关；(3)两极电极反应式中的电子得失数目（一般）保持相等。（4）两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。,请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,Fe,Fe+2H+=Fe2+H2,2H+2e-=H2,Ag,Fe2e-=Fe2+,请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.,Fe,Fe+2H+=Fe2+H2,2H+2e-=H2