高中化学专题2化学反应与能量转化第三单元化学能转化为2课件苏教版必修2.ppt

1、专题1化学反应与能量变化,第二单元化学能与电能的转化,原电池的工作原理,判断下列装置能否构成原电池，并思考原电池的构成条件,知识回顾,Cu,Zn,形成原电池的条件,前提条件：有自发的氧化还原反应、放热反应,（1）有两种活泼性不同的导电材料(不同的金属或金属与非金属导体）作电极,（2）两个电极必须插入电解质溶液中,（3）两极相连形成闭合回路（用导线连接或电极直接接触）,原电池：把化学能转变为电能的装置,现象:,锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.,结论:,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,铜锌原电池,氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e-,沿导

2、线传递，有电流产生,还原反应,Cu2+2e-=Cu,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,Cu2+2e-=Cu,Zn2e-=Zn2+,Zn+Cu2+=Cu+Zn2+,(离子方程式）,电极反应,正极：,负极：,（氧化反应）,（还原反应）,小结：,原电池,“负极出电子，电子回正极”,必发生失电子的氧化反应,必发生得电子的还原反应,原电池工作原理示意图,盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶。,盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。,活动探究,请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=

3、Cu+Fe2+设计成一个原电池。,1、电解溶液：。2、电极材料：正极，负极。3、电极反应式：正极:。负极:。,CuSO4溶液,Fe,C,Cu2+2e-Cu,Fe2e-Fe2+,已知氧化还原反应Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。,正极：,负极：,总反应：,Cu2e-Cu2+,2Fe3+2e-2Fe2+,2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,专题1化学反应与能量变化,第二单元化学能与电能的转化,化学电源,锂电池,干电池,纽扣电池,各类电池,蓄电池,银锌纽扣电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称纽扣电池。两极分

4、别为氧化银和锌，电解质为KOH溶液，发生氧化还原反应后生成银和氧化锌。,锌是极，发生反应；氧化银是极，发生反应。总反应为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag负极（锌）：正极（氧化银）：,负,氧化,正,还原,1、干电池-一次电池,Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,普通锌锰干电池,总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,碱性锌锰干电池（用KOH代替NH4Cl能提高性能，延长寿命）,负极（锌筒）：正极（石墨）：,

5、总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,氢氧燃料电池的工作原理,酸性条件：,负极（H2）：,2H2-4e=4H+,碱性或中性条件：,负极（H2）：,2H2+4OH-4e=4H2O,正极（O2）：O2+2H2O+4e=4OH,总反应：2H2O22H2O,总反应：2H2O22H2O,2、燃料电池,氢氧燃料电池结构,正极（O2）：O2+4H+4e=2H2O,【拓展】,一种新型燃料电池，它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：负极：正极：电

6、池总反应：,2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,3、充电电池,充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。,汽车用蓄电池,铅蓄电池放电时的电极反应：负极：Pb+SO42-2e-PbSO4正极：PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O,总反应：PbO2+Pb+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O,铅蓄电池充电时的电极反应：负极：PbSO4+2e-Pb+SO42-正极：PbSO4+2H2O-2e-

7、PbO2+4H+SO42-,总反应：2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+4H+2SO42-,海水电池,1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高2050倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：,4Al-12e-=4Al3+,3O2+6H2O+12e-=12OH-,4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,【拓展】,镍铬电池,特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。,NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）,Ag2O（

8、S）+Cd（S）+H2O（L）=2Ag（S）+Cd（OH）2（S）,1、电极材料及原料2、电解质溶液3、优点4、应用领域,锂电池,摩托罗拉6188/6288原装锂电池,正极：金属氧化物负极：锂,使用寿命长，质量轻、电压高、工作效率高、寿命长、质量轻、体积小,有机溶剂,电脑、照相机、手表、心脏起博器,索尼数码相机锂电池,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，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（）A、Li是正极，电极反应为Lie-=Li+B、Li是负极，电极反应为Lie-=Li+C、Li是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2D、Li是负极，电极反应为Li2e-=Li2+,熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-阴极反应式：_总电池反应式：_,练习,2CO+O2=2CO2,O2+2CO2+4e-=2CO32-,如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧