化学能与电能 (2)

1、一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机（分析火力发电的利与弊）（分析火力发电的利与弊）火力发电优点：火力发电优点：我国煤炭资源丰富，廉价方便。1、排出大量的温室效应气体；2、有废气可能导致酸雨；3、废料；4、废水；5、能量转换效率低； 火力发电缺点：火力发电缺点：化学能化学能 电能电能? ?温馨引导：温馨引导： 什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能的前提呢？请说明原因。的前提呢？请说明原因。实验实验2-42-4 实验实验1 1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的

2、烧杯：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯 里。里。 实验实验2 2：用导线将锌片和铜片连起来。：用导线将锌片和铜片连起来。实验实验现象现象锌片插入稀硫酸锌片插入稀硫酸铜片插入稀硫酸铜片插入稀硫酸锌片、铜片用导线连锌片、铜片用导线连接在一起，并将锌片接在一起，并将锌片和铜片插入稀硫酸中和铜片插入稀硫酸中有冒出气泡有冒出气泡无明显现象无明显现象铜片上同样产生气泡铜片上同样产生气泡为什么？1 1、铜参与了反应？、铜参与了反应？2 2、铜片上为何冒出气泡？、铜片上为何冒出气泡？ 两者相互连接后，锌所失去的电子转移到铜两者相互连接后，锌所失去的电子转移到铜片上片上实验验证：实验验证： 锌片、铜片和

3、电流表之间用导线连接在一起，锌片、铜片和电流表之间用导线连接在一起，并将锌片和铜片插入稀硫酸中并将锌片和铜片插入稀硫酸中 提示：提示： 1 1、注意电流表中量程的选用；、注意电流表中量程的选用； 2 2、可正、负两极反接观察一下有何变化；、可正、负两极反接观察一下有何变化；原电池原电池 定义定义: :把把化学能化学能转变为转变为电能电能的装置。的装置。 问题探究问题探究 你能找到原电池你能找到原电池的正负极吗的正负极吗? ?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原电池的电极的电极ZnZn片片CuCu片片总的离子反应方程式总的离子反应方程式失失得得ZnZn2e2e- -

4、ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2负极负极正极正极Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+H2 2有气有气体产体产生生ZnZn片片溶解溶解锌铜原电池原理锌铜原电池原理负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极锌铜原电池原理示意图锌铜原电池原理示意图可选用物品：可选用物品： ZnZn片、铁钉、铜片、碳棒、乙醇、硫酸铜溶液、片、铁钉、铜片、碳棒、乙醇、硫酸铜溶液、稀硫酸、稀盐酸稀硫酸、稀盐酸思考与交流思考与交流 通过以上实验和探究，试说明化学电池由几部通过以上实验和探究，试说明化学电池由几部分组成，它的组成条件是什么？分组成，它的组成条件是什么？ 两种活泼性

5、不同的金属（或一种金属和另一两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极；种非金属导体）构成电极； 负极：负极：电子流出的电极（较活泼的金属）电子流出的电极（较活泼的金属） 正极：正极：电子流入的电极（较不活泼的金属、石电子流入的电极（较不活泼的金属、石 墨等）墨等） 电解质溶液；电解质溶液； 电极用导线相联构成闭合回路电极用导线相联构成闭合回路； 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）属（正极）氧化还原反应氧化还原反应原电池分析原电池分析（1 1）电

6、极反应式的书写；）电极反应式的书写；（2 2）总反应方程式的书写；）总反应方程式的书写；（3 3）判断原电池正、负极；）判断原电池正、负极；判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极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活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极根据电流方向或电子流动方向判断：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流是由正极流向负极电子流动方向是由负极流向正极电子流动方向是由负极流向正极根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：失电子的反应

7、失电子的反应氧化反应氧化反应负极负极得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极正极电极电极电极材料电极材料反应类型反应类型电子流动方向电子流动方向负极负极还原性较还原性较强的金属强的金属氧化反应氧化反应电子流出（流向电子流出（流向正极）的一极正极）的一极正极正极还原性较还原性较弱的金属弱的金属还原反应还原反应电子流入（来自电子流入（来自负极）的一极负极）的一极原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断（表格小结）（表格小结）课堂小练课堂小练1 1、把、把A A、B B、C C、D 4D 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若两相连组成原电池。若A A

8、、B B 相连时，相连时，A A为负极；为负极；C C、D D相连时，相连时，D D 上产生大量气泡；上产生大量气泡；A A、C C 相连时，电流由相连时，电流由C C经导线流向经导线流向A A；B B、D D 相连时，电子由相连时，电子由D D经导线流向经导线流向B B，则此则此4 4种金属的活动性由强到弱的顺序为（种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A AB BC CD D A AC CD DB B C CA AB BD D B BA AC CD D2 2、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池

9、，某而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为种锂电池的总反应为Li + MnOLi + MnO2 2=LiMnO=LiMnO2 2, ,下列说法正下列说法正确的是（确的是（ ） A A、LiLi是正极，电极反应为是正极，电极反应为 LiLie e- - = Li= Li+ + B B、LiLi是负极，电极反应为是负极，电极反应为 LiLie e- - = Li= Li+ + C C、LiLi是负极，电极反应为是负极，电极反应为 MnOMnO2 2 + e+ e- - = MnO= MnO2 2 D D、LiLi是负极，电极反应为是负极，电极反应为 LiLi2e2e- -

10、 = Li= Li2+2+B3 3、一个原电池的总反应的离子方程式是、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn + CuZn + Cu2+2+ = = ZnZn2+2+ + Cu + Cu，该反应的原电池的组成正确的是（，该反应的原电池的组成正确的是（ ）A AB BC CD D正极正极ZnZnAgAgCuCuCuCu负极负极CuCuCuCuZnZnZnZn电解质溶液电解质溶液 CuClCuCl2 2H H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4FeClFeCl2 2C发展中的电源发展中的电源1 1、最古老的电池、最古老的电池 巴格达电池巴格达电池 1936 1936年年6 6月，伊拉克考古学家

11、在巴格达城郊，发现月，伊拉克考古学家在巴格达城郊，发现了大量公元前二百多年属于波斯王朝时代的文物，其中了大量公元前二百多年属于波斯王朝时代的文物，其中包括一些奇怪的陶制器皿和生锈的铜管、铁棒。陶制器包括一些奇怪的陶制器皿和生锈的铜管、铁棒。陶制器皿有点像花瓶，高皿有点像花瓶，高1515厘米，呈淡黄色，瓶里装满了沥青，厘米，呈淡黄色，瓶里装满了沥青，沥青之中有个铀管，直径沥青之中有个铀管，直径2.62.6厘米，高厘米，高9 9厘米，铀管中又厘米，铀管中又有一层沥青，并有一根锈迹斑斑的铁棒。有一层沥青，并有一根锈迹斑斑的铁棒。 二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池

12、燃料电池锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电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。负极相比较，使用寿命大大延长。发展中的电源发展中的电源1 1、锌锰干电池、锌锰干电池发展中的电源发展中的电源1 1、锌锰干电池、锌锰干电池 Zn + 2e- = Zn2+ 2NH4+ + 2e- = 2NH3+2H总反应：总反应：Zn + 2MnO2 + NH4Cl = 2MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2负极（锌筒）：负极（锌筒）： （氧化反应）（氧化反应） 正极（石墨）：正极（石墨）：（还原反应）（还原反

13、应）发展中的电源发展中的电源2 2、铅蓄电池、铅蓄电池发展中的电源发展中的电源2 2、铅蓄电池、铅蓄电池负极（负极（PbPb）：）：Pb - 2ePb - 2e- - + SO+ SO4 42-2- = PbSO = PbSO4 4正极正极(PbO(PbO2 2) ) ：PbOPbO2 2 + 2e+ 2e- - + 4H+ 4H+ + + SO+ SO4 42-2- = PbSO = PbSO4 4 + 2H+ 2H2 2O O总反应：总反应：PbOPbO2 2 + Pb + H+ Pb + H2 2SOSO4 4 = 2PbSO= 2PbSO4 4 + 2H+ 2H2 2O O发展中的电源

14、发展中的电源3 3、锂电池、锂电池发展中的电源发展中的电源3 3、锂电池、锂电池负极：负极：Li - eLi - e- - = Li= Li+ +正极：正极：MnOMnO2 2 + e + e- - = MnO= MnO2 2- -总反应式：总反应式：Li + MnOLi + MnO2 2 = LiMnO= LiMnO2 2优点：优点：质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种质量轻、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。脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。 发展中的电源发展中的电源4 4、燃料电池、燃料电池酸式酸式: :电解质是酸电解质是酸( (硫酸硫酸) ) 负