化学能与电能第二节

1、化学能与电能（第一课时）（第一课时）新课程标准高中化学必修新课程标准高中化学必修2 2第二章第二节第二章第二节什么是火力发电，火力发电的什么是火力发电，火力发电的原理是什么？原理是什么？指出火电站中从开始到结束能指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的？量是怎样转化的？火力发电的利与弊是什么？火力发电的利与弊是什么？ 化学能化学能 煤炭煤炭化学能转化成电能的工作系统化学能转化成电能的工作系统 热能热能 燃烧设备燃烧设备 机械能机械能 蒸汽机蒸汽机发电机发电机 电能电能假设你是电力工程师，假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？面对这些利与弊，你会如何应对呢？a、改进火力发电、改进火

2、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，更方便。不浪费能源，更方便。实验探究：实验探究：1.1.原电池及其原理。原电池及其原理。探究原电池的工作原理探究原电池的工作原理铜锌原电池反应动画模拟铜锌原电池反应动画模拟.swf实验探究实验探究: 2.原电池的构成条件原电池的构成条件 实验、探究、交流讨论、归实验、探究、交流讨论、归纳纳总结总结。实验序实验序号号第一小组：实验第一小组：实验实

3、验装实验装置置 能否构能否构成原电成原电池池 构成原构成原电池条电池条件一件一 实验探究二实验探究二能能 能能 不能不能 不能不能 活动性不同的两个电极活动性不同的两个电极不能不能 能能 能能电极必须插在电解质溶液中电极必须插在电解质溶液中实验序号实验序号第二小组：实验第二小组：实验实验装置实验装置 能否构成原能否构成原电池电池构成原电池构成原电池的条件二的条件二实验探究二实验探究二实验序号实验序号第三小组：实验第三小组：实验实验装置实验装置 能否构成原能否构成原电池电池 构成原电池构成原电池条件三条件三 能能 不能不能两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路实验探究二实验探究二 原电池的构成

4、条件原电池的构成条件1.1.有两种活动性不同的金属有两种活动性不同的金属 （或非金属导体）作电极；（或非金属导体）作电极；2.2.电极材料均插入电解质溶中；电极材料均插入电解质溶中；3.3.形成闭合回路。形成闭合回路。归纳总结：归纳总结：1.1.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流的是AZnCuH2SO4CuZnA酒精酒精ZnH2SO4ACuH2SO4ACuCuH2SO4练习：练习：2 2、下列装置哪些属于原电池，请说明理由。、下列装置哪些属于原电池，请说明理由。如是，请指出正极、负极。如是，请指出正极、负极。 AgA AlAgNO3(2)盐酸盐酸生铁生铁(3) C

5、uZnH2SO4(4)CuA Zn甘油甘油(1)反馈练习：反馈练习：A CuFeFeCl3(5)ZnH2 SO4H2SO4ACu(6)A AlNaOH Mg(7)反馈练习：反馈练习：原电池的雏形原电池的雏形理论解释理论解释 ：生物电观点！生物电观点！1780年，伽伐尼年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。青蛙抽搐实验。 伏打对生物电观点的质疑伏打对生物电观点的质疑 （Volta,A.1745-1827） 1800年建立伏打电堆模型。年建立伏打电堆模型。 伏打电池是伏打电池是实用电池的开端。实用电池的开端。土豆土豆萝卜萝卜西红柿西红柿一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转

6、化1.1.火力发电的过程。火力发电的过程。2.2.原电池：将化学能转化为电能的装置。原电池：将化学能转化为电能的装置。负极负极(Zn)(Zn)：ZnZn2e2eZnZn2 2 （氧化反应）（氧化反应） 正极正极(Cu)(Cu)：2H2H+ +2e2eH H2 2（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：ZnZn2H2H+ +ZnZn2 2H H2 23. 3. 原电池的构成条件：原电池的构成条件： 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。 电极材料都插入电解质溶液中。电极材料都插入电解质溶液中。 两极相连形成闭合电路。两极相连形成闭合电路。

7、AZnCuSO42H+H+P41实验探究三实验探究三 有下列材料：镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、有下列材料：镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、手电筒用小灯泡（或发光二极管）、果汁（橙汁、苹手电筒用小灯泡（或发光二极管）、果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）、果汁、柠檬汁等）、500mL500mL烧杯，请设计一个能使电流烧杯，请设计一个能使电流表指针发生偏转的原电池。方式：最好先独立设计，表指针发生偏转的原电池。方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导。和观摩，或请老师指导。实验用品及操作实验用品及操作实验现

8、象实验现象结论结论第二节第二节 化学能与电能（化学能与电能（1）一、火力发电的过程一、火力发电的过程二、原电池：将化学能转化为电能的装置。二、原电池：将化学能转化为电能的装置。三、原电池产生电流的原因：在电池内发生的氧化还原三、原电池产生电流的原因：在电池内发生的氧化还原反应中，还原剂转移给氧化剂的电子经过外电路就产生了反应中，还原剂转移给氧化剂的电子经过外电路就产生了电流。电流。四、构成原电池的必要条件四、构成原电池的必要条件(两极一液成回路两极一液成回路)极：两个电极极：两个电极液：电解质溶液液：电解质溶液 能发生氧化还原反应能发生氧化还原反应路：形成闭合回路路：形成闭合回路生活中的电池生

9、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神舟六号燃料电池发电系统神舟六号燃料电池发电系统我国自主研发的燃料电池车我国自主研发的燃料电池车二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源. .1.1.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请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，并写出电说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式极反应式. .()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+

10、Zn2+H2课堂练习课堂练习()()负极负极：正极正极：总总反应反应：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+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4()(7)(8)()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.2.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧

11、杯中央滴入中央滴入CuSOCuSO4 4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是( D )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B. 保持平衡状态；保持平衡状态；C. 铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜； 4.4.把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负极；为负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大极上产生大量气泡，量气泡，b b

12、、d d相连时，相连时，b b上有大量气泡产生，则四种上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：金属的活动性顺序由强到弱的为：( )( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B5.5.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( )( )ZnCuH2SO4AZnCuCuSO4AZnCu酒精ZnH2SO4ACuH2SO46. 6. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因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。锌而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为

13、：为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2MnOZn(s)+2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O( l )=Zn(OH)O( l )=Zn(OH)2 2(s)+Mn(s)+Mn2 2O O3 3(s)(s)下列说法下列说法错误错误的是的是A. 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B. 电池正极的电极反应式为：电池正极的电极反应式为： 2MnO2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O(1)+2eO(1)+2e- - =Mn =Mn2 2O O3 3(s)+2OH(s)+2OH- - ( (aqaq) )C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电

14、路流向负极D. 外电路中每通过外电路中每通过O.2molO.2mol电子，锌的质量理论上减电子，锌的质量理论上减小小6.5g6.5g7.7.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源, ,它的充电它的充电和放电过程可以表示为：和放电过程可以表示为：放电充电2Ag + Zn(OH)2 Ag2O + Zn + H2O在此电池在此电池放电时放电时, ,负极上发生反应的物质是负极上发生反应的物质是 A.AgAgB.ZnZn(OH)(OH)2 2C.AgAg2 2O OD.ZnZn8.8.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代

15、会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：H2+NiO(OH)2 Ni(OH)2+H2O 。根据此反应式根据此反应式判断，下列叙述中正确的是判断，下列叙述中正确的是A.电池放电时，电池放电时，H2是负极是负极B.电池放电时，氢元素被氧化电池放电时，氢元素被氧化C.电池充电时，镍元素被还原电池充电时，镍元素被还原 D.电池充电时，化学能转化为电能电池充电时，化学能转化为电能放电充电2. （1）B （2）C （3）D （4）BACD3. B 4. C5. D6. 一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完一次性干电池中的氧化还原反应是不可逆的，放完

16、 电之后就不能再使用，而蓄电池中的氧化还原反应电之后就不能再使用，而蓄电池中的氧化还原反应 是可以逆转的，放电时所进行的氧化还原反应，在是可以逆转的，放电时所进行的氧化还原反应，在 充电时借助外加动力（电力）使反应逆向进行，电充电时借助外加动力（电力）使反应逆向进行，电 池恢复到放电前的状态，从而继续使用。池恢复到放电前的状态，从而继续使用。7. 从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属 （或石墨）作正极。从发生的反应判断：发生氧化反（或石墨）作正极。从发生的反应判断：发生氧化反 应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。应的电极是负极，发生还原反应

17、的电极是正极。课后习题答案课后习题答案8. 家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使 用量随之剧增。废电池混在垃圾中，不仅污染用量随之剧增。废电池混在垃圾中，不仅污染 环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年 消耗量为消耗量为30亿只，因疏于回收而丢失铜亿只，因疏于回收而丢失铜740亿亿 吨，锌吨，锌1.6万吨，锰粉万吨，锰粉9.7万吨。另外，普通干电万吨。另外，普通干电 池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若污染池里含有镉和汞两种元素，这两种元素若污染 了土壤和水源，进入人类的食物链，就会发生了土壤和水源，进入人类的食物链，就会发生 “水俣病水俣病”（汞中毒）和（汞中毒）和“痛痛病痛痛病”（镉中（镉中毒），毒）， 这两种工业公害病，都在日本发生过，造成很这两种工业公害病，都在日本发生过，造成很 多人死亡。