化学能与电能-完整版PPT

1、第二节 化学能与电能 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。一、化学能与电能的相互转化2001年我国发电总量构成图估计在2050年火电仍居首位火电，又称为火力发电。那么，火究竟是如何转化为电？ 化学能 热能 机械能 电能燃烧蒸汽发电机1、火力发电的原理分析。2、火力发电的化学深层本质分析燃烧氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程关键本质本质引起3、火力发电的利弊分析。思考1：火力发电有何利与弊？燃料燃烧转化为电能后，社会中应用最广泛、使用最方便。利弊产生二氧化硫和氮的氧化物，导

2、致空气污染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。能量的转化效率地低.思考2：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 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。b、研究新的发电方式实验序号实验1实验2实验步骤锌片插入稀硫酸铜片插入稀硫酸实验现象思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？ 问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H的？问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？实验探究一电极材料现象电子得失电极反应原电池的电极Zn片

3、Cu片总的离子反应方程式失得Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2负极正极Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有气体产生Zn片溶解 当把用导线连接的铜片和锌片一同浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上逸出。 原电池必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应 较活泼金属发生氧化反应向外线路提供电子原电池的负极； 较不活泼金属（或石墨）发生还原反应接受外线路提供的电子原电池的正极。 原电池化学反应本质： 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

4、流向较不活泼的金属（正极） 化学电池由正极、负极、电解质溶液以及容器组成。思考与交流 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？ 总结归纳原电池的构成条件： 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。 电极材料均插入电解质溶液中。 两极相连形成闭合电路。实验探究:形成原电池的条件结论：有两种活动性不同的金属作电极实验探究:形成原电池的条件结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极负极：正极：比较活泼的金属相对不活泼的金属、石墨等实验探究:形成原电池的条件结论：电极材料均浸入电解质溶液中实验探究:形成原电池的条件结论：两极相连形成闭合电路实验探究:形成

5、原电池的条件结论：一个自发进行的氧化还原反应 uCH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）一、铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是( ) 极 二、在用锌片,铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是( )A、锌片是正极,铜片上有气泡产生B、电流方向是从 锌片流向铜片C、溶液中硫酸的物质的量减小D、电解液的PH保持不变 负C思 考 题请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-Cu FeCl3Fe-C Fe(NO3)3Fe-Ag Fe2(SO4)3 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电

6、池。若a、b相连时，a为负极；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练 习根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料的是（ ）A 镁 B 石墨 C 铝 D 铅 DX、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出， X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为（ ）A XYZ B XZY C YXZ D YZX C病 例 分

7、 析病 例 分 析 你能为她开一个药方吗？化学电源空气电池锂电池(1)干电池的构造是什么样的?(2)干电池的负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(3)干电池使用久了会发生什么现象?思考题(4)什么叫做充电电池?铅蓄电池的构造是什么样的?(5)铅蓄电池负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么?(6)废旧电池是否应该回收?为什么?干电池 上图是锌锰干电池负极:Zn- 2e- =Zn2+正极(C):2NH4+ 2e- =2NH3+2H2 体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度

8、提高。铅蓄电池负极:Pb+SO42-2e-=PbSO4正极:PbO2+4H+SO42- +2e- =PbSO4+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4= PbSO4+2H2O放电锂电池 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负极相比较，使用寿命大大延长。新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池负极:2H24e- +4OH- =4H2O正极:O2+2H2O+4e- =4OH-总反应:2H2+O2=2H2O电极:多孔镍 电解质:KOH氢氧燃料电池KOH溶液H2O2H2Oa b1969年美国“阿波罗11号”登月成功。飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。1