2.2化学能与电能.ppt

1、第二章 化学反应与能量,第二节 化学能与电能,格林太太是一位漂亮、乐观的妇女，当她开怀大笑的时候，人们发现她一口整齐洁白的牙齿中有几颗假牙，其中一颗是金黄色的这是她富有的标志，另一颗是不锈钢的，这是一次车祸留下的痕迹。 令人百思不得其解的是，自从车祸后，格林太太经常头痛，夜间失眠，精神烦躁医生绞尽脑汁，可她的病情仍未好转。 一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。 化学家发现了什么？他为格林太太开了一个怎样的药方呢？,一次能源和二次能源,一次能源：直接从自然界取得的能源，如流水、风力、原煤、石油、天然气等 二次能源：一次能源经过加工、转化得到的能源，如电力、蒸汽等,电能是现在社

2、会中应用最广泛，使用最方便，污染最小的一种二次能源。,思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？,火电站工作原理示意图,化学能 燃料,电能,机械能涡轮机,热能,【探究】化学能能否直接转化成电能？,锌片表面有气泡产生,铜片表面无气泡,1.铜片表面有气泡,2.电流表指针偏转,3.锌片逐渐溶解,锌能与稀硫酸反应,Zn+2H+=Zn2+H2,铜片不与稀硫酸反应,有电流产生,Cu,Zn,稀硫酸,Zn2+,H+,H+,电流计,【动画模拟】,一、原电池,1.定义：将化学能转化为电能的装置 2.工作原理：,负极（锌片）：,Zn-2e- =Zn2+,总反应：,2H+2e- =H2,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+

3、H2SO4=ZnSO4+H2,正极（铜片）：,失电子发生氧化反应,得电子发生还原反应,思考： 1.铜锌原电池中，铜和锌的质量如何变化？ 2.溶液中阴阳离子分别向哪一个电极移动？,Cu,Zn,溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？,Zn2+,负极,正极,静电作用,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,氧化反应,还原反应,负极,正极,电子沿导线传递，产生电流,阳离子,失去电子,溶液中阳离子得到电子,阴离子,正极,负极,SO42-,原电池工作原理小结,【探究】原电池的构成条件,偏转,偏转,不偏转,偏转,不偏转,偏转,不偏转,两个电极活性不同,溶液要导电,两个电极要相连

4、形成闭合回路,3.原电池的构成条件,（1）两个不同的电极 两种活泼性不同的金属 金属和一种能导电的非金属 （2）电极要浸入电解质溶液 （3）电极要相连形成闭合回路 （4）能自发发生氧化还原反应,1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是 极,2.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,练习：,Zn,Zn,Cu,A,H,C,D,E,F,B,G,3.下列哪几个装置能形成原电池？,化学家在桌子上摆了一台灵敏电流 计,并用

5、一片金片和一块不锈钢片联结两断,含于口中,令人惊奇的事终于发生了 ,最后，格林太太拔掉了一颗假牙，她的病症都消失了。,（可以）,（不可以）,（不可以）,（不可以）,返回,思考：下列哪些装置能形成原电池？若为原电池的，其正负极分别为什么物质？,A,B,C,D,4.原电池正负极判断：,（1）根据电极材料判断：,一般活泼的金属为负极，活泼性弱的金属或能导电的非金属为正极,（2）根据电流方向或电子流动方向判断：,电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。,（3）根据两极发生的化学反应判断：,负极：失电子发生氧化反应， 正极：得电子发生还原反应。,（4）根据电解质溶液中离子定向移动方向判断：,阳离子移向正

6、极，阴离子移向负极,（5）根据反应现象判断：,一般不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极,二、发展中的化学电源,思考： 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？,：Zn-2e- = Zn 2+,：2NH4+ +2e- = 2NH3+ H2,：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+H2,（锌筒）,（石墨）,总反应,讨论 干电池用久后会有什么现象？试解释出现这种现象的原因。,应用 广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。,1.干电池（锌锰电池） 使用最早的化学电池，属于一次性电池。,思

7、考：,1.什么叫做充电电池？在充电和放电过程中能量如何转变？ 2.铅蓄电池的构造是什么样的？ 3.铅蓄电池负极和正极分别是什么？电解质溶液又是什么？ 4.燃料电池有何特点？,铅蓄电池,2.充电电池（又称二次电池，能够重复）,总反应：,（Pb）,Pb+ SO42- -2e- = PbSO4,（PbO2）,PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O,Pb+PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O,电池工作一段时间后，电解质溶液PH值 。,升高,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。,KOH(aq),负极

8、： 2H2+4OH-4e-=4H2O,正极： O2+2H2O+4e- =4OH-,氢氧燃料电池,正极,负极,正极,负极,正极,负极,【练习 1】请找出下列原电池的负极,负极,正极,【练习2】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 Cc a b . d Db d c a,B,【练习3】把A,B两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中,结果发现A金属上有气体产

9、生,则下列说法正确的是( ) A. A为正极,A较活泼B. B为负极,B较活泼C. A上发生的是氧化反应D. A的质量减小,B,【讨论】是否越活泼金属一定作负极，活泼性较弱金属一定作正极？,不一定,【例】将Al片和Cu片用导线连接,插入浓硝酸中将Al片和Cu片用导线连接,插入NaOH溶液中。分别形成原电池: （1）在这两组原电池中,负极分别是 、 。 （2）写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:,金属的活泼是相对于电解质溶液来说的，先能与电解质溶液反应的做负极,负极： Cu -2e- = Cu 2+ 正极： 4H+ +2NO3 + 2e- = 2NO2 +2H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3=2NO2 + Cu 2+ +