高中化学必修二第二章―化学能与电能(全)

1、,第二节 化学能与电能,第二章 化学反应与能量,电能（电力）：,一次能源和二次能源,能源的分类,二次能源,燃烧,蒸汽,发电机,一、化学能转化为电能,（一）火力发电的原理及过程,燃烧,氧化还原反应,关键:,本质：,注：,火力发电优点:,a.我国煤炭资源丰富,廉价方便. b.电能清洁安全,又快捷方便.,火力发电缺点:,a.排出大量的温室效应气体. b.有废气可能导致酸雨 c.废料废水 d.储量有限 e.能量转换效率低,思考：,能否将化学能直接转化为电能？,实验 原电池原理探究,铜片上有气泡产生， 锌片不断溶解，电 流表的指针发生偏转。,锌片上有气泡， 铜片上无气泡，,锌片上有气泡， 铜片上无气泡，

2、,（二）、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.,C,H2SO4,（不可以）,（可以）,条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属导体,（可以）,（不可以）,形成条件二：电极需插进电解质溶液中；,实验探究形成原电池的条件,实验探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,（可以）,2、原电池的构成条件,闭合回路:电极用导线相连或直接接触,两种活泼性不同的金属,两个电极,金属和非金属导体(石墨),金属和不溶性金属氧化物,电解质溶液,3、 工作原理,电极,正 极,负 极,定义:,电子流出(失电子)的一极,电极材料：,较活泼金属,定义:,电极材料：,电子流入(得电子)的一极,较不

3、活泼金属或碳棒,电极 反应,负极:,正极:,电解质溶液中的阳离子得电子，发生还原反应,电极本身失电子，发生氧化反应,电池反应：,两电极反应式相加,电子流动方向：,负极 导线 正极,溶液中离子 移动方向：,阳离子移向正极,阴离子移向负极,3、 工作原理,电极,正 极,负 极,定义:,电子流出(失电子)的一极,电极材料：,较活泼金属,定义:,电极材料：,电子流入(得电子)的一极,较不活泼金属或碳棒,电极 反应,负极:,正极:,电解质溶液中的阳离子得电子，发生还原反应,电极本身失电子，发生氧化反应,电池反应：,两电极反应式相加,电子流动方向：,负极 导线 正极,溶液中离子 移动方向：,阳离子移向正极

4、,阴离子移向负极,负极(Zn): Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应)电极本身失去电子.,例1： 铜.锌.稀H2SO4组成的原电池 的电极反应式,2H+ Zn= H2 + Zn2+ 或 Zn+ H2SO4=ZnSO4+H2 ,正极(Cu): 2H+2e- = H2 (还原反应)电解质溶液中的阳离子得电子.,注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加,例2： 铜.锌.稀HCl水溶液组成的原电池电极反应式: 负极(Zn): 正极(Cu):,Zn -2e- = Zn2+,(氧化反应)电极本身失去电子.,2H+2e- = H2,(还原反应)电解质溶液中的阳离子得子.,2H+ Zn= H2 + Zn

5、2+ 或 Zn+ 2HCl =ZnCl 2+H2 ,注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加,例3： 铜.锌. CuSO4溶液组成的原电池电极反应式: 负极(Zn): 正极(Cu):,Zn -2e- = Zn2+,(氧化反应)电极本身失去电子.,Cu2+2e- = Cu,(还原反应)电解质溶液中的阳离子得子.,Cu2+ Zn= Cu+ Zn2+ 或 Zn+ CuSO4=ZnSO4+Cu,注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加,4、原电池化学反应本质：,氧化还原反应,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属（正极）,病 例 分 析,病 例 分 析,病 例

6、 分 析,你能为她开一个药方吗？,练习,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，并写出电极反应式.,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn - 2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,Zn,Fe,C,Cu,C,Zn,Fe,Zn,稀H2 SO4,稀H2 SO4,稀H2 SO4,乙醇,2、按下列要求进行实验，

7、观察现象解释原因。,练习,3、判断下列装置是否能构成原电池，并写出相应的电极反应及总反应。,练习,下列哪些能形成原电池，判断正负极，写出电极反应式和总反应式,(),(),(),(),(),(),第二节 化学能与电能,第二课时,5、原电池的应用：,（1）设计原电池,Fe + Cu2+= Fe2+Cu,Fe -2e- = Fe2+,Cu2+2e- = Cu,Fe,Cu C Ag,Cu Cl2 Cu(NO3)2 Cu SO4,负极,正极,总结：,先确定负极材料，再确定电解质溶液， 最后确定正极材料,请根据反应: （1）Zn+ H2SO4=ZnSO4+H2 （2）2H+ Zn= H2 + Zn2+ （

8、3）2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ （4）2Fe3+ + Cu= 3 Fe 2+ +Cu2+ 设计原电池，你有哪些可行方案?,练习,（2）判断金属活泼性,金属活泼性:,负极正极,在原电池：,金属 性强,负极,发生氧化反应,电子流出,溶解的一极,金属 性弱,正极,发生还原反应,电子流入,有气泡产生的一极,质量增加的一极,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

9、Cc a b . d Db d c a,B,练习,（3）加快反应速率,粗 Zn,纯 Zn,+H2SO4,快,慢,在锌与稀硫酸反应时， 滴2滴硫酸铜溶液， 生成氢气的速率变快， 为什么？,（4）防止金属被腐蚀,例：镀锌铁比镀锡铁耐用,Fe Zn,Fe Sn,(+) (-),(-) (+),锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（化学腐蚀）,锌片在锌,铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）,哪个更快？,原电池的负极被腐蚀得更快。,分析锌,铁（稀硫酸）原电池中的电极反应。,你感受到作为正极，铁被保护了吗？,原电池的金属正极被保护。,(1)原电池腐蚀化学腐蚀 有防护措施的腐蚀,(2)同种金属腐蚀