化学能与电能 -优秀课件
化学能与电能
1.反应中,哪种物质失电子,哪种物质得电子
2.什么方法可使Zn与H+分开,不让H+直接在 Zn表面得电子?
你对问题 2的想法
用导线将锌表面的电子引出来
实验探究
Zn
Cu
稀H2SO4
大量气泡从铜 实验现象 片逸出,锌片
部分溶解
离子方程式
思考问题 寻找答案
Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.H+得到的电子是Cu失去的吗? 2.在这个过程中Cu起什么作用? 3.你怎样才能知道导线中有电子通过?
组内交流 列出想法
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。
化学能
电能 ?(看书P35页第二、三段,回答问题)
1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时,化学 能要经过一系列能量转换才能转换为电能。
2、把氧化剂和还原剂分开,使氧化反应和还原反 应在两个不同区域进行。
3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从 氧化剂区域流向还原剂区域。
第二节 化学能与电能 (第1课时)
燃 料 电 池 汽 车
使用燃料电池的汽车
电能——又称电力(二次能源)
一次能源: 从自然界中直接取得的能源.如:煤、石油、天然气、
风力等.
二次能源: 经一次能源加工转移得到的能源,如电力、蒸汽等.
2001年我国发电总量构成图
火力发电居于首位 什么是火力发电? 火电站的工作原理如何?
HCl
酒精
原电池 是否偏转
③ 偏转
④ 不偏转
溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中
实验探究
A
Zn
Cu
⑤
A
C
Cu
化学能与电能完整版
44
3.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+ ==== Cu+Zn2+,该反应的原电池的正确组成是(CD B.正极:铜,负极:锌,电解质溶液:硫酸 C.正极:铜,负极:锌,电解质溶液:硫酸铜溶液 D.正极:铁,负极:锌,电解质溶液:氯化铜溶液 )
A.正极:锌,负极:铜,电解质溶液:氯化铜溶液
51
7、钢结构轮船外壳由于含有少量的碳,在 海水中(特别是海水与空气的界面)形成 无数原电池,很容易被腐蚀生锈,其过程为: ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ③4Fe(OH)3=2Fe2O3+6H2O 试写出反应①的电极反应式,并根据所学知 识分析如何避免轮船外壳被腐蚀。 负极:2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极: O2+2H2O+4e- =4OH-
(×)
(×)
负极:Zn-2e-=Zn2+
③
(√)
正极:2H++2e-=H2↑
总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑
16
负极: Zn-2e-=Zn2+ ④ 正极: 2H+ + 2e-=H2↑ 总反应: Zn + 2H+=Zn2++H2↑
(√)
负极: Fe-2e-=Fe2+ ⑤ 正极: Cu2+ + 2e-=Cu 总反应: Fe + Cu2+=Fe2+ + Cu
电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极。 锌片(负极): Zn-2e-====Zn2+(氧化反应) 铜片(正极): 2H++2e-====H2↑(还原反应) 电子由锌片经导线流向铜片
化学能与电能
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
(3)电子流向、电流方向:
外电路:电子由负极流向正极, 负极 电流由正极流向负极 内电路:阴离子移向负极,阳离 子移向正极,
e-
正极
4、判断原电池正负极的方法
①根据两极的材料判断 ②根据电流方向或电子流向判断 ③根据溶液内离子的定向移动方向判断 ④根据两极发生的变化来判断 ⑤根据电极的现象来判断
负
极,
极
H2 O
H2 KOH溶液
正
2、外电路电子流向:a→b
O2
10.已知空气-锌电池的电极反应为: 锌片:Zn+2OH- -2e- =ZnO+H2O 石墨:O2+2H2O+4e- =4OH- 根据此判断,锌片是( A)。 A.负极,并被氧化 B.负极,并被还原 C.正极,并被氧化 D.正极,并被还原
8.下列化学电池不易造成环境污染的是 A A.氢氧燃料电池 B.锌锰电池 C.镍镉电池 D.铅蓄电池 9:1969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。
a
b
1、a是
b是
放电
化学能
充电
电能
摄 像 机 专 用 电 池
笔记本电脑专用电池
手机专用电池
(1)铅蓄电池 用途:目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅 蓄电池,它还广泛用于国防、生产、生活 等领域。
阅读课本P43,铅蓄电池有何特点?指出正极和负极, 了解放电的时候电极反应式? 特点:铅蓄电池的电量大、电压稳定,使用方便安全可 靠,可再次充电使用。
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池?
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[例] X、Y、Z都是金属, 把X浸入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是电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( C) A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀,延长 其寿命? 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分,装有一定数量的锌块,请解释原因
外 电子流向:负极 沿导线 正极
电
路 电流方向:正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极(Zn) Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 (反应方程式)
正极(Cu)
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式: Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因:轮船的船身一般是用铁做的, 装上锌块后,铁跟锌形成原电池,此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉,而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
化学能与电能的转化-PPT
Cu-Zn原电池原理示意图
e- G e-
-+
H2SO4
Zn
Cu
H2
2+
+
Zn
H
小结:
失e,沿导线传递,有电流产生
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质溶液
阴离子
阳离子
电
极 负极: Zn-2e=Zn2+ (氧化反应)
反 应
正极: 2H++2e=H2↑
(还原反应)
A、DCAB B、DABC C、DBAC D、BADC
下列关于下图所示原电池的说法正确的是 A 铝片为正极 B 正极上有H2产生 C Al是电池的负极,开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 D 当转移0.04 mol e- 时,产生 0.01 mol O2
Cu
○
如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃
CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+ D.电池的正极反应式为:
O2+2H2 = Cu 2+ 正极: 2H+ +NO3- + e- = NO2 + H2O 总:Cu + 4H+ +2NO3-=
2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
稀硫酸
负极: Mg — 2e- = Mg2+ + 2H2O 正极: 2H+ + 2e- = H2↑ 总:Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
2H++2e=H2↑
化学能与电能1
C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
1、下列化学电池不易造成环境污染的是( A )
A.氢氧燃料电池
B.锌锰电池
C.镍镉电池
D.锂电池
2、随着人们生活质量的不断提高,废电池必需集中 处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( B )
负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属或非金属导体 ⑵电极材料均插入电解质溶液中。 ⑶两电极要相连接或接触,形成闭合回路。 ⑷自发进行的氧化还原反应。
第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化———原电池 1、概念:将化学能转变为电能的装置 2、反应本质:氧化还原反应 3、原理: 负极(锌片): Zn- 2e- =Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片):2H++2e-=H2↑ (还原反应) 总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑ 4、原电池构成条件: 5、原电池应用: (1)、判断金属的活泼性 (2)、防止金属腐蚀 (3)、提高化学反应速率 (形成原电池反应,反应速率加快)
2、 造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池, 其电池的电极反应式为: Zn+2OH--2e-=ZnO+H2↑, Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-。据此判断氧化银是(B )
A.负极,并被氧化 B.正极,并被还原 C.负极,并被还原 D.正极,并被氧化
3. 用铜、银与硝酸银设计一个原电池,此电池的负极 是 铜 ,负极的电极反应式是 Cu-2e-=Cu2+ 。
A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和
《化学能与电能》课件
【考纲及课标要求】 考纲及课标要求】
1.掌握原电池基本工作原理 掌握原电池基本工作原理 教学 目标 2.掌握原电池基本组成条件 掌握原电池基本组成条件 3.熟练书写电池及电极反应方程式 熟
4.了解能量的转化对生产和生活的影响
重点 难点
原电池的构成及工作原理
一、化学能与电能的间接转化
化石燃料
燃烧
蒸汽
发电机
化学能
热能
机械能
电能
演示探究(1) 演示探究 Zn
Cu
实验现 象
锌表面有气泡 产生, 产生,铜表面 无明显现象
稀H2SO4
离子方程式
Zn +2H+ = Zn2+ +H2↑
1.反应中,哪种物质失电子,哪种物质得电子? 反应中,哪种物质失电子,哪种物质得电子? 反应中 2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中 +的? 是通过什么途径将电子转移给溶液中H 是通过什么途径将电子转移给溶液中 3.什么方法可使 与H+分开,不让 +直接在 什么方法可使Zn与 分开,不让H 直接在Zn 什么方法可使 面得电子? 表面得电子?
思考问题 寻找答案
组内交流 列出想法
演示探究(3) 演示探究
Zn
A
Cu 锌表面无气泡, 锌表面无气泡, 实验现 铜表面有气泡, 铜表面有气泡, 象 电流表发生偏转。 电流表发生偏转。
稀H2SO4 解释实验现象 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法 电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 电子由 产生电流, 产生电流,故电流表的指针发生偏转 1.电子从 到H+经历了哪些途径? 电子从Zn到 经历了哪些途径? 电子从 2.你认为这个过程能量是如何转化的? 你认为这个过程能量是如何转化的? 你认为这个过程能量是如何转化的
全国优质课一等奖高中化学《化学能与电能》教学课件
化学能与电能
第一课时
刘家峡水电站
兰州第二热电厂
一次能源与二次能源
一次能源:直接从自然界取得的能源。 二次能源:一次能源经过加工、转换得到能源。
例题:下列有关能源的叙述正确的是( B )。 A.水力、电力、风力属于一次能源 B.氢能源、电力属于二次能源 C.汽油、酒精属于一次能源 D.石油、煤属于二次能源
④
正极: 2H++2e-=H2↑
(∨)
总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极: Fe-2e-=Fe2+
⑤
正极: Cu2++2e-=Cu
(∨)
总反应: Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
⑥
(×)
金牙和不锈钢牙与口腔唾液中的电解质形成原 电池,这种微弱的电流连续地、长时间地刺激格 林太太神经末梢,打乱了神经系统的正常状态, 引起人体的不适。
1780年意大利解剖学和医学教授伽伐尼在一 次解剖青蛙的实验中意外发现,当用两种不 同金属材质的解剖刀同时触碰青蛙腿时,蛙 腿会发生痉挛。为此,他又做了一系列的实 验,用不同金属丝接通蛙腿时,蛙腿都会产 生痉挛。
2.回家搜集废干电池并拆开,弄清它的构造
及基本工作原理。
⒈ 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
练
写出电极反应式.
习
①
②
(×)
(×)
负极: Zn-2e-=Zn2+
③
正极: 2H++2e-=H2↑
(∨)
化学能与电能ppt
化学电池装置两电极需插入电解质溶液
1、有两种活动性不同的金属(或
一种是非金属导体)作 电极
2、电极材料均插入电解质溶液中
3、两极相连形成闭合回路
有下列材料:Zn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。
Zn
Cu
Zn
A
Cu
锌活泼性大于铜,所以 在氧化还原反应中锌易失 去电子,而铜易得到电子
稀硫酸
负极
实验一
化学电池中,失去电子 失去电子 发生氧化反应 的一极称为负极,化合价 锌 升高,发生氧化反应;得 得到电子 发生还原反应 到电子的一极称为正极, 铜 化合价降低,发生还原反 正极 应
Zn
A
Cu
锌失去电子,铜得到电子,那 电子怎样转移呢?
C.Y>X>Z
B.X>Z>Y
D.Y>Z>X
因为X置换出Z,所以金属性X>Z 负极的金属较活泼,所以Y>X
√
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: ( ) A.a > b > c > d C.c > a > b .> d B.a > c > d > b D.b > d > c > a
1、干电池——锌锰电池
使用最早的化学电池 属于一次性电池
干电池
广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动 玩具、袖珍电视机等
负极反应: Zn — 2e正极反应: 2NH4++ 2e-
化学能与电能
第一节 原电池: 1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路: 负 极——导线—— 正 极内电路:盐桥中 阴 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中 阳 离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极: 氧化反应: Zn -2e =Zn 2+(较活泼金属) 正极: 还原反应: 2H ++2e =H 2↑ (较不活泼金属) 总反应式: Zn+2H +=Zn 2++H 2↑ 5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向 负极流入正极 (3)从电流方向 正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极,阴离子流向负极 (5)根据实验现象①__溶解的一极为负极② 增重或有气泡一极为正极 第二节 化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类: 一次电池 、 二次电池 、 燃料电池 一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 二、二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb +SO 42--2e -=PbSO 4↓正极(氧化铅): PbO 2+4H ++SO 42-+2e -=PbSO 4↓+2H 2O充电:阴极: PbSO 4+2H 2O -2e - =PbO 2+4H ++SO 42- 阳极: PbSO 4+2e -=Pb +SO 42-两式可以写成一个可逆反应: PbO 2+Pb +2H 2SO 44↓+2H 2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池三、燃料电池1、燃料电池: 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
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e- e- e- e- e- e- e- e- e-
e- Fe C e-
①
e- Fe Cue- e- Fe Mge-
②
③
Fe Cu ④
CuS面O面4巾溶巾液纸纸 CuSO4溶液
CuSO4溶液
乙醇
小组合作,观察电流计指针的变化情况,比较电流的大小
Fe丝 铅笔
Cu片 Mg条
CuSO4溶液
外电路 (电能)
②根据装置中电流方向或电子流动方向判断:
电流:由正极经导线流向负极 电子:由负极经导线流向正极
简单原电池正负极反应式的书写 方法与技巧
方法一:根据自发进行的氧化还原反应方程式 来拆写。给出或者自己写出装置中自发能力最强 的氧化还原反应方程式,画双线桥,拆写开即为 正负极反应式。
方法二:直接书写。 ①确定反应物和生成物;
Cu Zn Zn
(√)
Zn
(×)
稀H2SO4
稀H2SO4
Cu Zn
Cu
(×)
Zn
(×)
稀H2SO4
稀H2SO4 稀H2SO4
原电池装置 构成的条件
(1) 失电子能 力不同的两 个电极,即 氧化反应和 还原反应分 开在两个区 域进行。
(2)自由移动 的阴阳离子。
(3)闭合回路。
请将下列反应设计成原电池装置,并 写出两极反应式。
②确定电子转移数;
③电荷守恒和质量守恒。
希不学
望要习
谢谢各位同学合作 就 轻 的
在言道
谢谢各位老师指教 前 放 路
方弃上
高中化学新课程(人教版)化学2(必修)
第二章 化学反应与能量
2.化学能与电能
形形色色的电池
笔记本电脑 专用电池
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方 便的一种二次能源,又称为电力。
直接从自然界取得的能源称为一次能源
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
化学反应:物质变化的同时,伴随 能量变化。
物质内部储存有能量 ——化学能 化学反应是放能或储能过程。
通过燃烧这类化学反应——
火力81.2%
水电17.6%
其他1.2%
将储存在可燃物和助燃剂中的化学能转化为热能, 为人类的生产生活提供着服务!
火力发电中的能量
火电 81.2%
水电17.6% 其他1.2%
燃烧 蒸汽 发电机
化学能 哪类化学反应 电能
②
③
CuSO4溶液
CuSO4溶液
CuSO4溶液
Fe Cu ④ 乙醇
• 原电池装置构成的条件 (1)失电子能力不同的两个电极,即氧化反应和还原反
应分开在两个区域进行。 (2)自由移动的阴阳离子。 (3)闭合回路。
• 同条件下,两极区活泼性差别越大, 所产生的电压越大,电流越强。
判断下列装置是否能构成原电池
锌片插入稀硫酸中,被腐蚀。
Zn+2H2SO4 == ZnSO4 +H2
哪个更快?
锌片在锌、铜(稀硫酸)原电 池中作为负极,也被腐蚀。
稀H2SO4
做原电池的负极 被腐蚀得更快。
判断下列装置是否能构成原电池,并 判断正负极。
e-
e-
+( )Mg e-
- e-Ae-l( )
Mg+H2SO4 =e=-MgSO4 +H2
旧知回顾:简单物理电路的工作原理
I
e- e- e e - mA -
I e-
e- I
-e-
e-
I ( ) (+) I
-2e-(氧化反应) 2e-
0 +2
+2
0
Fe+ CuSO4 == FeSO4 +Cu
+2e-(还原反应)
mA
Fe
CuSO4溶液
C Si Mg Al Zn
Fe Sn Pb Cu Ag Pt Au
-2e2e-
(1) Zn+2H2SO4 == ZnSO4 +H2 +2e-
-2e2e-
(2) Cu+2FeCl3 ==CuCl2 +2FeCl2 +2e-
外电路 (电能)
mA
Zn
—
氧化
Zn2+
反应
H+ H+ SO4 2-
Zn-2e-=Zn2+
+
还原
反应
Cu
内电 路
(化学 能)
2H++2e-=H2
Zn
池
总 反
0
Fe+
+2
CuSO4
==
+2
FeSO4
0
+Cu
应 式
+2e-(还原反应)
还原剂 失去电子 发生氧化反应
的区域
氧化剂 得到电子 发生还原反应
的区域
-( )
( +)
(负极反应式)
(Байду номын сангаас极反应式)
e- e- e- e- e- e- e- e- e-
- - - + e- Fe C e①
+ + e- Fe Cue- e- Fe Mge-
-(
e-
)Mg
e-
ee-
Al(+)
NaOH溶液
稀H2SO4
2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2 +3H2
简单原电池的正负极的判断
①原电池正、负极的判断基础是自发进行的 氧化还原反应,给出或者自己写出装置中自发能 力最强的氧化还原反应方程式,根据化合价的升 降来判断,发生氧化反应的一极为负极,发生还 原反应的一极为正极。
mA
Fe
氧化
Fe2+
反应
Cu2+ SO4 2-
还原 反应
Cu
内电 路
(化学 能)
Fe-2e-=Fe2+
Cu2++2e-=Cu
总反应:Fe+ CuSO4 == FeSO4 +Cu
对比归纳、获得新知
I
e- e- e e - mA -
I e-
e- I
-e-
e-
I ( ) (+) I
-2e-(氧化反应)
电 2e-