化学能与电能(第一课时).ppt

1、2020/7/24,1,新课标人教版化学必修,第二章第二节化学能与电能,2020/7/24,2,水能,风能,石油,天然气,蒸汽,电能,原煤,资料卡片,有些人把能源分为一次能源和二次能 源，请问下列能源属于那一类呢？,2020/7/24,3,一次能源：直接从自然界取得的能源， 例如流水、风力、原煤、石油、天然 气、天然铀矿等。,二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，例如电力、蒸汽等。,2020/7/24,4,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。,2020/7/24,5,2001年我国发电总量构成,一、化学能与电能的相互转化,利用煤、石油、天然气等自然

2、界蕴藏极为丰富的化石燃料来发电称为火力发电。,2020/7/24,6,1990-2005年全国火力发电量占全国发电总量比重变化,估计在2050年火电仍居首位,2020/7/24,7,1、火力发电的原理分析,2020/7/24,8,火力发电的优点与缺点：,优点：,1、我国煤炭资源丰富廉价方便 2、电能清洁安全，又快捷方便，节省时间,缺点：,1、排出大量温室效应气体（CO2）和废气（SO2），能导致酸雨,2、产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液,3、能量转化效率低，储量有限。,火力发电要经过一系列能量转换才能将化学能转换为电能，能否发明一种装置将化学能直接转化为电能呢？,2020/7/24,9,

3、思考：,1.电子的定向移动形成电流，我们能否在氧化剂与还原剂之间架设桥梁，将电子移动过程中产生的电流利用起来？,2.若要实现上述想法，你能否用铜片、锌片、稀硫酸、电流表等设计一个看能否产生电流的装置，画出其装置图，并通过实验验证。,2020/7/24,10,播放,探究实验,播放2,2020/7/24,11,：铜片上有气泡 ；锌片溶解；电流表指针发生偏转,：锌片上有气泡；铜片上没有气泡,实验现象记录：,2020/7/24,12,1、铜片上为什么有气泡？,2、Zn片的质量有无变化？溶液中H+如 何变化？,Zn片的质量减小，溶液中的 H+ 也在减小,溶液中H+在铜片上得到电子，生成H2，因而有气泡,

4、思考,2020/7/24,13,Zn片上：Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应 Cu片上：2H+2e-=H2 还原反应,化学能转变成电能的原电池装置,3、写出Zn片和Cu片上变化的离子方程式,5、从能量变化的角度分析这是什么装置？,4、电流表为什么会发生偏转？,因为有电流通过,电子从何而来,？,2020/7/24,14,一、原电池 1.原电池的概念:把化学能转化为 电能的装置。,2020/7/24,15,1、为何以前所学的氧化还原反应不会产生电流？,通常的氧化还原反应，它的得失电子是直接交换的形式，电流不表现出来。 2、原电池装置为何可以产生电流？ 当使用电极，导线后，氧化反应和还原反应被分开，得

5、失电子的过程和电子的转移就表现出来了，因而得到了电流。,2、本质：氧化还原反应,思考,2020/7/24,16,3.原电池的工作原理(以Zn|H2SO4 |Cu原电池为例) ：,现象:锌片逐渐溶解;铜片上有大量气泡产生,Zn-2e=Zn2+,氧化反应,2H+2e- =H2,还原反应,原电池反应: 2H+ + Zn = H2 + Zn2+,外电路,内电路,结论工作原理:在两电极分别发生氧化还原反应，将化学能转变为电能.,正极,负极,内电路： 阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,外电路：,2020/7/24,17,讨论： 通过刚才的实验我们可以体会到,化学能在原电池装置中可以直接转化为电能,那么,

6、符合什么条件的装置才能构成原电池呢?,2020/7/24,18,实验探究形成原电池的条件,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一：活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等,2020/7/24,19,（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,2020/7/24,20,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）,2020/7/24,21,形成条件四： 能自发发生的氧化还原反应,将两电极反应式相加可得到?,正极（Cu片）:2H+ + 2e- = H2 还原反应 负极（ Zn片）：Zn- 2

7、e- = Zn2+ 氧化反应,试 一 试,总反应式：2H+ +Zn = H2 + Zn2+,2020/7/24,22,4、构成原电池的条件,注意:没有氧化还原反应,就不可能有原电池,换句话说, 氧化还原反应, 可以设计成原电池,有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体。如：石墨）作电极,有电解质溶液；,电极间构成闭合电路；,负极能与电解质自发进行的氧化还原反应,即：两极一液一连环，负极氧化正极还,2020/7/24,23,下列各装置能否形成原电池反应？,X,X,X,练习：,2020/7/24,24,动脑动手,有下列材料：Al片（2片）、Cu片（2片）、导线、水果 （西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。,2020/7/24,25,Zn,2020/7/24,2