化学能与电能

1、1. 初步了解原电池的概念、原理、组成。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。能向电能转化的本质及原电池的构成条件。学习目标：学习目标： 电能是现代社会电能是现代社会中应用最广泛、使用中应用最广泛、使用最方便、污染最小的最方便、污染最小的一种一种二次能源二次能源，又称，又称为电力。为电力。估计在估计在2050年火电仍居首位年火电仍居首位1. 火力发电的原理分析。火力发电的原理分析。1. 火力发电的原理分析。火力发电的原理分析。 化学能化学能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机1. 火力发电的原理

2、分析。火力发电的原理分析。电能电能机械能机械能热能热能a.排出大量的温排出大量的温室效应气体室效应气体.b.有有废气可能导致酸废气可能导致酸雨雨c.废料废水废料废水d.储储量有限量有限e.能量转换能量转换效率低效率低a.a.我国煤炭资源我国煤炭资源丰富丰富, ,廉价方便廉价方便. .b.b.电能清洁安全电能清洁安全, ,又快捷方便又快捷方便. .思考：假设你是电力工程师，面对这些思考：假设你是电力工程师，面对这些 利与弊，你会如何应对呢？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？利与弊，你会如何应对呢？a. 改进火力发

3、电改进火力发电思考：假设你是电力工程师，面对这些思考：假设你是电力工程师，面对这些 利与弊，你会如何应对呢？利与弊，你会如何应对呢？a. 改进火力发电改进火力发电b. 研究新的发电方式研究新的发电方式思考：假设你是电力工程师，面对这些思考：假设你是电力工程师，面对这些 利与弊，你会如何应对呢？利与弊，你会如何应对呢？a. 改进火力发电改进火力发电b. 研究新的发电方式研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化学能直接转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，中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方

4、便。不浪费能源，更方便。生活中的电池生活中的电池普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑笔记本电脑 专用电池专用电池 摄像机摄像机专用电池专用电池 “神六神六”用用太阳能电池太阳能电池化学能化学能 能否直接转化为能否直接转化为电能？电能？1. 电流是怎样形成的？电流是怎样形成的？化学能化学能 能否直接转化为能否直接转化为电能？电能？1. 电流是怎样形成的？电流是怎样形成的？化学能化学能 能否直接转化为能否直接转化为2. 氧化还原反应的实质是有电子的转移，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为何氧化剂与还原剂直接反应时没有电流形成？根据电

5、流形成的原理，你能否设计出将成？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氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方案？案？电能？电能？1. 电流是怎样形成的？电流是怎样形成的？提示：提示：怎样才能使氧化还原反应中怎样才能使氧化还原反应中的电子转移定向移动？的电子转移定向移动？化学能化学能 能否直接转化为能否直接转化为2. 氧化还原反应的实质是有电子的转移，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

6、成电流的方氧化还原反应过程的电子转移形成电流的方案？案？电能？电能？CuZnH2SO4在在锌片表面锌片表面有气泡有气泡铜片表面没有气泡铜片表面没有气泡实验探究实验探究请你先预测下列实验的现象，再动手请你先预测下列实验的现象，再动手实验，观察现象。实验，观察现象。CuZnH2SO4铜片表面铜片表面电流计指针偏转电流计指针偏转A 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案你对问题你对问题3 3的想法的想法ZnCu锌表面有气泡锌表面有气泡产生，铜表面产生，铜表面无明显现象无明显现象1.1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？2.Zn2.Zn是通过

7、什么途径将电子转移给溶液中是通过什么途径将电子转移给溶液中H H+ +的？的？3.3.什么方法可使什么方法可使ZnZn与与H H+ +分开，不让分开，不让H H+ +直接在直接在ZnZn表表 面得电子？面得电子？实验组一实验组一实验现象实验现象用导线将锌表面的电子引出来用导线将锌表面的电子引出来Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法 演示探究演示探究实验现象实验现象CuCu起传导电子的作用。起传导电子的作用。可用电流表测电流及方向。可用电流表测电流及方向。Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2ZnCu大量

8、气泡从铜大量气泡从铜片逸出，锌片片逸出，锌片部分溶解部分溶解1.H1.H+ +得到的电子是得到的电子是CuCu失去的吗？失去的吗？2.2.在这个过程中在这个过程中CuCu起什么作用？起什么作用？3.3.你怎样才能知道导线中有电子通过？你怎样才能知道导线中有电子通过？ 解释实验现象解释实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法演示探究演示探究实验现象实验现象化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.1.电子从电子从ZnZn到到H H+ +经历了哪些途径？经历了哪些途径？2.2.你认为这个过程能量是如何转化的？你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，锌表面无

9、气泡，铜表面有气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电流表发生偏转。电子由电子由Zn 导线导线 铜片铜片 H+ 定向移动定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转产生电流，故电流表的指针发生偏转ZnCu负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应电子从锌片流出电子从锌片流出流入铜片流入铜片经外电路经外电路H+Zn2+SO42-电流方向电流方向电流方向：正极电流方向：正极 负极负极 外外电电路路 阳离子阳离子:移向正极移向正极 阴离子移向负极

10、阴离子移向负极 电极电极材料材料现象现象电子电子得失得失电极反应电极反应原电池的电极原电池的电极Zn片片Cu片片总的离子反应方程式总的离子反应方程式失失得得Zn2e- Zn2+2H+ 2e-H2负极负极正极正极Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有气有气体产体产生生Zn片片溶解溶解第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）

11、（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等第一组第一组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件探究形成原电池的

12、条件第二组第二组（可以）（可以）探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件第二组第二组（可以）（可以）（不可以）（不可以）探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件第二组第二组（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：自发的氧化还原反应形成条件二：自发的氧化还原反应;电极电极需插进电解质溶液中需插进电解质溶液中探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件第二组第二组第三组第三组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件第三组第三组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件（不可以）（不可以）第三组第三组探究形成原电池的条件探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（

13、不可以）（不可以）二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件1. 两个电极两个电极(活泼性不同活泼性不同)；二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件1. 两个电极两个电极(活泼性不同活泼性不同)；负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件1. 两个电极两个电极(活泼性不同活泼性不同)；负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等2. 电极需插进电解质溶液中电极需插进电解质溶液中二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件1.

14、 两个电极两个电极(活泼性不同活泼性不同)；负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等2. 电极需插进电解质溶液中电极需插进电解质溶液中3. 必须形成闭合回路必须形成闭合回路二、原电池的形成条件二、原电池的形成条件4. 自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应1. 两个电极两个电极(活泼性不同活泼性不同)；负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等2. 电极需插进电解质溶液中电极需插进电解质溶液中3. 必须形成闭合回路必须形成闭合回路1.下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电

15、流的是H2SO4CuZn酒精酒精ZnH2SO4CuH2SO4CuCuH2SO4AAZnCuAA1.下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是H2SO4CuZn酒精酒精ZnH2SO4CuH2SO4CuCuH2SO4AAZnCuAA病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应

16、式.练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应

17、式.()()()练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()()负极：负极：练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()()负极：负极： Zn2e-Zn2+练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出若不是，请说明理由

18、；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()()负极：负极：正极：正极：Zn2e-Zn2+练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：正极：正极：Zn2e-Zn2+练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()()

19、2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极：正极：Zn2e-Zn2+练练习习1. 判断下列哪些装置构成了原电池？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，并写出电极反应式正负极名称，并写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极：正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极：负极：()负极：负极：Zn2e-Zn2+()负极：负极：正极：正极：Zn2e-Zn2+()负极：负极：正极：正极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn

20、2+2H+2e-H2()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：正极：正极：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+

21、Zn2+H2Fe2e-Fe2+()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：正极：正极：负极：负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-C

22、uFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4书写电极反应式，注意几点：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）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；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）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；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）两极电极反应式中的电子得失数目（一般）保持相等。保持相等。 （4）两极反应相加得到总反应，总反应减去）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。得到负极反应。 请在图上标出电子的流动方向和电流方向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并判断正负极，写