化学能与电能第二节资料

1、化学能与电能(dinnng)（第一(dy)课时）新课程标准高中化学必修2第二章第二节共六十页意大利解剖学家伽伐尼 有一天，伽伐尼在实验室解剖青蛙，把剥了皮的蛙腿，用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时(tngsh)出现电火花。 导入新课共六十页蛙腿 经过反复实验，他认为(rnwi)痉挛起因于动物体上本来就存在的电，他还把这种电叫做“生物电”。 伽伐尼的一个偶然发现，引出伏打电池(dinch)的发明和电生理学的建立。共六十页 张奶奶自从镶了两颗假牙（一颗金牙、一颗钢牙）后，经常头痛(tutng)失眠，这是为什么？思考电流(dinli)的作用 蛙腿痉挛和镶假牙，这两种现象都是由电流引起的

2、，那么这里的电流是如何产生的？共六十页 电能 化学能电池一、化学能转化(zhunhu)为电能二、发展(fzhn)中的化学能源第二节 化学能与电能共六十页什么是火力发电(hul fdin)，火力发电(hul fdin)的原理是什么？指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的？火力发电的利与弊是什么？ 阅读(yud)教材39-40页,思考问题共六十页火电站的工作(gngzu)原理化学能 煤炭化学能转化成电能(dinnng)的工作系统 热能 燃烧设备 机械能 蒸汽机发电机 电能共六十页1.我国煤炭资源丰富,廉价(linji)方便.2.电能清洁安全,又快捷方便.1.排出大量的温室效应气体.2.有废气可能

3、导致酸雨3.废料4.废水(fishu)5.能量转换效率低火力发电的优势火力发电的缺点共六十页思考与交流：假设你是电力(dinl)工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？a、改进(gijn)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。共六十页 如何将化学能直接(zhji)转化为电能，进而提高资源的利用率呢？思考一、化学能转化(zhunhu)为电能 火力发电中，燃烧是化学能转变为电能的关键。燃烧作为氧化还原反应，本质是氧剂与还原剂之间电子的转移。 能不能使氧化还原反应中的电子转移在不同区域内进行

4、，从而形成电流，将化学能直接转化为电能呢？共六十页实验(shyn)一 将铜片(tn pin)和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 稀H2SO4ZnCu现象：解释： Zn片上有气泡（H2）， Zn片逐渐被腐蚀；Cu片无明显现象。Zn + 2H+ = Zn2+ + H2共六十页实验(shyn)二 将铜片和锌片用导线连接插入(ch r)稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 稀H2SO4ZnCu现象：解释： Zn片上有少量气泡（H2）， Zn片逐渐被腐蚀；Cu片上有气泡（H2）。？G共六十页实验(shyn)探究：1.原电池及其原理。实验2-4共六十页共六十页分析(fnx)与讨论 指针偏转，说

5、明电路中有电流通过，说明发生了电子定向(dn xin)移动。 Zn2e = Zn2+， Zn片失去的电子经导线转移到Cu片上， Cu片周围的H得电子。 2H+2e = H2 把这种将化学能转变成电能的装置叫做原电池.例如：Cu-Zn原电池。共六十页Cu-Zn原电池的正负极？Zn片（负极(fj)）：Cu片（正极(zhngj)）：Zn2e = Zn2+ （氧化反应 ） 2H+2e = H2 （还原反应）总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2交流与讨论化学电池的反应本质是( )化学能电能化学电池氧化还原反应氧化还原反应共六十页写出下列(xili)原电池的电极反应式 稀H2SO4FeCu

6、稀HClZnCu12随堂练共六十页稀H2SO4MgCCuSO4溶液ZnC34共六十页动画模拟(mn)铜锌原电池的微观原理探究原电池的工作(gngzu)原理铜锌原电池反应动画模拟.swf共六十页实验探究: 2.原电池的构成(guchng)条件 实验、探究、交流讨论(toln)、归纳总结。共六十页实验序号第一小组：实验实验装置 能否构成原电池 构成原电池条件一 实验(shyn)探究二能 能 不能 不能 活动性不同的两个(lin )电极共六十页不能 能 能电极(dinj)必须插在电解质溶液中实验序号第二小组：实验实验装置 能否构成原电池构成原电池的条件二实验(shyn)探究二共六十页实验序号第三小组

7、：实验实验装置 能否构成原电池 构成原电池条件三 能 不能两极相连(xin lin)形成闭合回路实验(shyn)探究二共六十页 原电池的构成条件1.有两种活动性不同的金属 （或非金属导体）作电极；2.电极材料均插入(ch r)电解质溶中；3.形成闭合回路。归纳(gun)总结：共六十页1.下列(xili)装置中能组成原电池形成电流的是AZnCuH2SO4CuZnA酒精A BZnH2SO4ACuH2SO4C DACuCuH2SO4练习(linx)：( c)共六十页2、下列装置哪些属于原电池，请说明理由。如是，请指出(zh ch)正极、负极。 AgA AlAgNO3(2)盐酸生铁(3) CuZnH2

8、SO4(4)CuA Zn甘油(1)反馈(fnku)练习：共六十页A CuFeFeCl3(5)ZnH2 SO4H2SO4ACu(6)A AlNaOH Mg(7)共六十页3、组合(zh)原电池(点击此处)反馈(fnku)练习：共六十页原电池的雏形(chxng)理论(lln)解释 ：生物电观点！1780年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。共六十页 伏打对生物电观点(gundin)的质疑 （Volta,A.1745-1827） 1800年建立(jinl)伏打电堆模型。 伏打电池是实用电池的开端。共六十页水果(shugu)电池动手(dng shu)实践：共六十页土豆(tdu)萝卜(lu b

9、o)西红柿共六十页课堂(ktng)小结一、化学能与电能的相互转化1.火力发电的过程。2.原电池：将化学能转化为电能的装置。负极(Zn)：Zn2eZn2 （氧化反应） 正极(zhngj)(Cu)：2H+2eH2（还原反应）总反应式：Zn2H+Zn2H23. 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。 电极材料都插入电解质溶液中。 两极相连形成闭合电路。AZnCuSO42H+H+共六十页布置(bzh)作业P41实验(shyn)探究三 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、苹果汁、柠檬汁等）、500mL烧杯，请设计一个能使电流

10、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和观摩，或请老师指导。实验用品及操作实验现象结论动脑动手共六十页第二节 化学能与电能（1）一、火力发电的过程二、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。四、构成原电池的必要条件(两极一液成回路)极：两个电极液：电解质溶液 能发生氧化还原反应路：形成闭合回路九、板书设计共六十页生活(shnghu)中的电池共六十页普通(ptng)干电池手机电池钮扣(ni ku)电池笔记本电脑 专用电池 摄像机专用电池 “神六”

11、用太阳能电池共六十页共六十页燃料电池神舟六号燃料电池发电系统共六十页我国自主研发(yn f)的燃料电池车共六十页二、发展中的化学(huxu)电源1.干电池 锌锰电池：使用最早的化学电池，属于一次性电池，其负极反应为 Zn Zn2+ + 2e-正极(zhngj)反应为 2NH4+ 2e- 2NH3 + H2 广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。共六十页 2.充电电池 充电电池又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。 铅蓄电池：最早使用的充电电池，它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板(j bn)上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中。铅蓄电

12、池电极(dinj)反应：负极：Pb + SO42-2e-PbSO4正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-PbSO4 + 2H2O 铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O放电充电共六十页 镍镉电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用500次以上。它以Cd为负极，NiO(OH)为正极，KOH为电解液。广泛(gungfn)用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，但有毒。 锂离子电池：它是新一代可充电的绿色(l s)电，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像等低功耗电器的主流。共六十页(1)氢氧燃料电池

13、 它是一种高效、环境友好的发电装置。它的电极材料一般(ybn)为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。电极反应为负极：2H2 + 4OH- - 4e- 4H2O正极：O2 + 2H2O + 4e- 4OH-总反应：2H2 + O22H2O(2)新型燃料电池 该电池(dinch)用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应：负极：CH4 + 10OH- - 8e-CO32- + 7H2O正极：2O2 + 4H2O + 8e-8OH-总反应：CH4 + 2O2 + 2KOHK2CO3 + 3H2O3.燃料电池共六十页.1.判断下列哪些(nxi)装置构成了原

14、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(fj)：总反应：正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2课堂练习共六十页()()负极(fj)：正极(zhngj)：总反应：正极：负极：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4共六十页()共六十页(7)(8)()()负极(fj)：正极(zhngj)：总反应：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2或 Fe+H2SO4FeSO4+H2共六十页2.如图所

15、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(xio xn)的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( D )A. 铁圈和银圈左右(zuyu)摇摆不定；B. 保持平衡状态；C. 铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；共六十页3.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(z chn)原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（ ）C因为(yn wi)X置换出Z,所以金属性负极的金属较活泼,所以共六十页 4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连(xin lin)组成原电池。若a、b相连时，a为

16、负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b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：( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B共六十页5.下列装置(zhungzh)中能组成原电池形成电流的是( )CZnCuH2SO4AZnCuCuSO4AZnCu酒精(jijng)A BZnH2SO4ACuH2SO4C D没有形成闭合回路酒精不是电解质没有形成闭合回路共六十页6. 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

17、)+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)C. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向(li xin)负极D. 外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g(C)共六十页7.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电(chng din)和放电过程可以表示为：放电(fng din)充电2Ag + Zn(OH)2 Ag2O + Zn + H2O(D)在此电池放电时,负极上发生反应的物质是 A.AgB.Zn(OH)2

18、C.Ag2OD.Zn共六十页8.氢镍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。氢镍电池的总反应式是：H2+NiO(OH)2 Ni(OH)2+H2O 。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是A.电池放电时，H2是负极B.电池放电时，氢元素被氧化(ynghu)C.电池充电时，镍元素被还原 D.电池充电时，化学能转化为电能放电(fng din)充电(B)共六十页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 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 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。7. 从电极材料判断：活泼金属作负极，不活泼金属 （或石墨(shm)）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。课后习题(xt)答案共六十页8. 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 环境，而且造成浪费。据报道，全