化学能与电能的转化-
高中化学教案 化学能与电能的转化-市赛一等奖
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(第一课时教学设计)【教材分析】本节的内容是化学能与电能。
化学反应与能量是最重要的原理性知识之一，也是在社会生产、生活和科学研究中广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有着重大价值的知识，与我们每个人息息相关。
化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。
在上一节已经学习了“化学能与热能”的关系，通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。
在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量、电化学基础。
本节内容是对前一节课中“一种能量可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善，又是为学习“电化学基础”奠定必要的基础。
课程标准关于化学能与电能在必修模块和选修模块中均有安排，在本模块中只要求举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识研制新型电池的重要性。
本节根据学生对“电”的感性认识及其对化学能与电能之间转化问题产生的兴趣，通过几个设问把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”的研究之中，并通过实验探究发现构成原电池的条件。
通过原电池和传统干电池(锌锰电池)初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介绍新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。
激发学生科学知识的求知欲。
【教学目标】1、知识与技能：⑴了解常见的化学能与电能的转化方式⑵举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观。
⑶理解原电池原理及其形成条件2、过程与方法：⑴通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。
⑵通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神⑶通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。
3、情感、态度与价值观⑴培养学生主动参与意识。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化能量是物质存在的一种形式，可以在不同形式之间进行转化。
其中，化学能和电能是常见的两种能量形式。
化学能是指物质中所蕴含的储存能量，而电能则是指电荷在电场中所具有的能量。
化学能与电能之间的转化在我们日常生活中有着广泛的应用和重要的意义。
一、化学能转化为电能化学能转化为电能主要依赖于电化学反应。
电化学反应是一种将化学反应与电现象耦合起来的反应过程，通过控制电子的流动，将储存在化学物质中的能量转化为电能。
1. 电池的工作原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
常见的电池有原电池、干电池、锂电池等。
以干电池为例，通过化学反应将储存在干电池中的化学能转化为电能。
干电池中存在阴极、阳极和电解质三个部分。
化学反应导致电解质中出现电荷的不平衡，从而形成一个电场，使得电子在阴极和阳极之间流动，产生电流，最终将储存在化学物质中的能量转化为电能。
2. 燃料电池的应用燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其工作原理类似于电池。
燃料电池通过将燃料（如氢气、甲烷等）与氧气在电解质中进行氧化还原反应，产生电流，将化学能转化为电能。
燃料电池具有高效、环保的特点，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
二、电能转化为化学能电能转化为化学能的过程主要通过电解反应实现。
电解反应是一种利用电能来促使化学物质发生氧化还原反应的过程，将电能转化为储存在化学物质中的能量。
1. 电解水电解水是将电能转化为化学能的经典例子。
在电解水中，通过外加电压使得水分子发生氧化还原反应，产生氢气和氧气。
在这个过程中，电能被转化为化学键的能量，从而储存在氢气和氧气分子中。
2. 光合作用光合作用是一种将光能转化为化学能的重要过程。
植物通过叶绿素等色素吸收太阳光的能量，将其转化为化学能，并储存在葡萄糖等有机物中。
这个过程中，光能被转化为化学键的能量，从而形成储存能量丰富的化学物质。
三、化学能和电能的应用与意义化学能和电能的转化在现代社会中有着广泛的应用，并具有重要的意义。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化一、化学能转化为电能 1.原电池的工作原理原电池是将能转化为能的一种装置，电子流出的一极称为极，该极发生反应，电子流入的一极叫极，该极发生反应。
原电池中电子流动的方向为：从极经外电路流向极。
2．构成原电池的条件（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作极，发生反应。
较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作极，发生反应。
（2）具有电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）（3）形成闭合回路（或在溶液中接触）（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。
3、原电池正负极的判断方法4、原电池电极反应的书写方法――设计原电池原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：(1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；(2)根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应； (3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应； (4)验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
例：铁与硫酸铜溶液反应，设计成原电池的两极反应式：负极：正极：练：Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的两极反应式负极：正极：【课堂练习】1.下列关于原电池的叙述,错误的是（）A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应 D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极 2. 下列关于实验现象的描述不正确的是（） A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快3. 下列变化中属于原电池的是（） A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速 4. 实验室中欲制氢气,最好的方法是（） A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应5. 铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成（） A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.铅铆钉 D.锡铆钉6. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（） A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 7. 对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④（）8. 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组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X9. 将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是（） A.该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极 C．该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确10. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)��Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（） A．电池工作时，锌失去电子w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-��Mn2O3(s)+2OH-(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g11. 微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是（） A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li+ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I- C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极12. 某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是（）A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液 C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4 13. 锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（） A. Zn B. 碳棒C. MnO2 和NH4+D. Zn2+ 和NH4+14. 将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化化学能与电能的转化是指将储存在化学物质中的能量转化为电能的过程，在现代社会的生活、工业和军事领域中具有非常重要的应用价值。
其中，常见的化学能转电能的装置包括化学电池、燃料电池、电解槽和蓄电池等。
一、化学电池化学电池是最常见的化学能转电能的装置之一。
它是通过将两种不同的金属与其相应的离子在电解质中反应而形成的。
在反应过程中，产生了电子流动，从而产生电能。
常见的化学电池类型包括干电池、湿电池、锂离子电池和镍氢电池等。
干电池是最简单的化学电池，它由一个锌电极和一个碳电极组成，中间隔着一块电解质、纸质隔膜或聚合物隔膜。
当锌电极与电解质反应时，会产生氢离子和电子。
这些电子会经过内电路从锌电极流到碳电极，从而形成电流。
在电极间的反应中，锌离子被迁移到电解液中，同时通电过程中电解质会被消耗，因此干电池的电能有限，随着时间推移而减弱。
湿电池的电解液是一种水溶液，通常是酸性或碱性溶液。
因此，湿电池具有较高的能量密度和电流功率，但它会释放气体，且在使用时应特别小心，以免液体泄漏导致损害。
锂离子电池则是使用锂离子作为电解质的电池，锂离子电池具有高的能量密度、较小的尺寸和较长的使用寿命等优点，在智能手机、笔记本电脑和电动汽车等设备中被广泛应用。
镍氢电池也被广泛应用于移动设备和电动汽车等方面，在这样的电池中氢原子会将电子输送到镍水体中，从而实现了化学能转化为电能的转化。
二、燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的特殊类型的电池。
燃料电池一般使用氢气、甲烷、乙醇、甲醇和天然气等作为燃料。
其原理与化学电池类似，不同的是它可以通过反应中的燃料源，地产生大容量的电能。
燃料电池有许多种类，包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、高温熔体燃料电池（HTMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和碱性燃料电池（AFC）等，各种不同的燃料电池类型在不同的领域应用广泛。
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是蒸汽机发电技术的替代品，它使用氢气作为燃料与空气在电化学反应中产生水和电，是最常见的燃料电池类型之一。
6.3化学能与电能的转化-1-化学能转化为电能
37
C [构成原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的电极， 可以是两种不同金属，也可以是一种金属、一种非金属，A 错；原 电池中正极上发生还原反应，但不一定产生气体，B 错；原电池中电 子流出的一极为负极，电子由负极流向正极，C 对；原电池放电时， 电解质溶液中阴离子向负极移动，D 错。]
38
实验 3、4 现象：锌片周围无气泡产生，铜片周围有气泡产生； 电流计指针 发生偏转。
实验结论：锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有 电流产生。
7
微思考 将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中，则铁片上发 生什么反应，电极反应式如何书写？
[提示] 镁比铁活泼，镁作负极，铁作正极，铁电极上发生还原 反应，电极反应式是 2H＋＋2e－===H2↑。
44
【对点训练】 3．有 a、b、c、d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验 现象如下：
实验 装置
45
部分实 验现象
a 极 质 量 减 b 极 有 气 体 d 极溶解，c
电流从 a 极
小，b 极质量 产生，c 极无 极 有 气 体 产
流向 d 极
增大
变化
生
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
12
(2)钢铁的电化学腐蚀
电解质溶液 钢铁表面水膜中含有 H＋和 OH－ ，还溶有 O2 等气体
电极
负极 材料： Fe ，电极反应：2Fe－4e－===2Fe2＋ 正极 材料： C ，电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应
2Fe ＋ O2 ＋ 2H2O===2Fe(OH)2 ， 进 一 步 被 氧 化 ， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3 易脱 水生成铁锈(Fe2O3·xH2O)
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↑
电能的转换电能与其他能源的转化
电能的转换电能与其他能源的转化电能的转换是现代社会中不可或缺的能源转化方式。
在能源转化的过程中，电能与其他能源之间的转化具有重要的作用，为人们提供了便利和发展的机遇。
本文将探讨电能与其他能源的转化方式及其应用领域。
一、电能与化学能的转化电能与化学能的转化是一种常见的能源转化方式。
其中，化学能可以通过电解反应转化为电能，而电能也可以通过化学能的方式得以储存和释放。
在电解反应中，电流通过电解质溶液中，使阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。
通过这种方式，电能被转化为化学能。
常见的电解反应包括水电解和金属电解等。
水电解可以将水分解为氢气和氧气，从而获得一定量的化学能。
金属电解则是通过电流作用下将金属离子还原成金属实体。
另外，化学电池也是电能与化学能转化的方式之一。
化学电池利用可逆或不可逆的化学反应来储存和释放电能。
常见的化学电池包括干电池、燃料电池和锂离子电池等。
这些电池在应用中具有广泛的用途，为人们的生活带来便利。
二、电能与热能的转化电能与热能的转化是一种常见的能源转化方式，也是很多设备和机械的基础能源转化原理。
一方面，电能可以通过电阻产生热能。
当电流通过电阻时，电阻会产生电阻热，将电能转化为热能。
这一原理被广泛应用于电炉、暖风机和热水器等设备中。
另一方面，热能也可以通过热电效应转化为电能。
热电效应指的是在两个不同温度之间形成的热电偶，通过热电效应可以将热能转化为电能。
这一原理被应用于热电发电和温差发电等技术中。
三、电能与光能的转化电能与光能的转化是一种常见的能源转化方式，主要应用于光电与光热领域。
在光电领域，电能可以通过光伏效应转化为光能。
光伏效应指的是当光照射到半导体中时，激发电子产生电动势。
这一原理被应用于太阳能电池板等设备中，将太阳能转化为电能。
在光热领域，电能可以通过电弧焊和激光等技术转化为光能。
电弧焊利用电能产生高温电弧，将电能转化为光能用于焊接。
激光则是通过电能激发激光器发出的聚焦光束，实现光能转化和利用。
化学能转为电能的原理
化学能转为电能的原理化学能转为电能的原理是通过化学反应产生电化学能转化为电能。
化学反应是指物质在特定条件下发生的化学变化，其中一些化学反应能够产生电子转移，形成电化学反应。
电化学反应是指化学反应中伴随着电子转移过程的反应。
化学能转为电能的过程包括两个步骤：化学反应产生电化学能和电化学能转化为电能。
在化学反应产生电化学能的过程中，通常涉及到两个半反应：氧化反应和还原反应。
在氧化反应中，物质失去电子成为氧化剂，而在还原反应中，物质获得电子成为还原剂。
这两个反应是互相配对的，因为在化学反应中电子不能自由存在，需要通过氧化还原反应的方式转移。
在电化学反应中，发生还原反应的物质损失的电子被其他物质通过氧化反应得到。
而这个电子转移的过程可以被外部连接电路上的电子接收器所捕获。
这样，化学反应生成的电化学能就被转化为了电能。
具体而言，化学反应发生在电化学电池中，电化学电池由两个电极（正极和负极）和一个电解质组成。
正极是发生还原反应的地方，负极是发生氧化反应的地方，而电解质则是两个电极之间的中介物质。
当两个电极通过外部电路连接时，电流可以在电解质中的离子进行传导，形成电流。
在正极反应中，正极物质发生还原反应，损失电子并释放出正离子。
而在负极反应中，负极物质发生氧化反应，接收电子并释放出负离子。
这样，在电解质中形成了正离子和负离子之间的电解质浓度差异，形成电势差。
这个电势差就是化学反应产生的电化学能。
通过连接一个外部电路，电子可以从正极流向负极，在电路中产生电流。
这个电流可以用于驱动各种电器设备，实现电能的使用。
总之，化学反应中的氧化还原反应能够产生电子转移，形成电化学能。
而通过将电子转移的过程与外部电路连接，电化学能可以转化为电能，实现化学能转为电能的原理。
-化学能与电能的转化
35
电解熔融氯化钠(见课本P18原理图)
通电前,Na+ Cl- 在 无__规__则__自_由___运动。
通电后,Na+向_阴__极(与电源负__极__相连)移动， Cl-向阳___极(与电正源极____相连)移动。 电子从电源负极流向_电__解_池__阴___极,电极反应 为__2_N_a+__+_2_e_-_=_=_2_N_a_,发生_还__原___反应。
（正极）６H2O +６e- = ６OH-＋３Ｈ2↑
根据金属材料的相对活泼性判断电极的正负时， 还应考虑电解质的酸碱性和特性。
16
电池
17
四、常见的化学电源
干电池
纽扣电池
铅蓄电池
手机电池
笔记本电池主板
燃料电池
18
化学电池
一次电池 二次电池 燃料电池
活性物质消耗到 一定程度就不能 再用了。也叫干 电池
负极：Zn+ 2OH- -2e- =Zn(OH)2 正极 ：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH总反应式 ：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
20
2.干电池(碱性锌锰电池）. 2Zn+2MnO2+2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 负极(锌筒)： Zn-2e- + 2OH- = Zn(OH)2 正极(石墨) ： 2H20+2MnO2 +2e- ==2MnOOH +2OH-
-化学能与电能的转化
一、原电池的结构及工作原理 1.原电池是_将__化__学__能__转__化__为__电__能_____的装置.
化学能与电能转化的
化学能与电能转化的化学能与电能是两种不同形式的能量，在生活中起着重要的作用。
化学能是指物质在化学反应中储存的能量，而电能则是指电荷在电场中运动时所具有的能量。
这两种能量之间可以相互转化，从而在生活中发挥重要的作用。
对于化学能与电能的转化，我们可以以电池为例进行说明。
电池是一种将化学能转化为电能的装置。
在电池中，化学反应导致了电子的流动，从而产生了电能。
电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。
当电池连接到电路中时，化学反应会释放出电子，电子在电路中流动产生电流，从而产生电能。
这种化学能与电能的转化在很多电子设备中得到了应用，如手机、电脑等。
另外一个例子是燃料电池。
燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它通过将燃料（如氢气）与氧气反应生成水和电子，从而产生电能。
燃料电池具有高效能量转化和零排放的特点，因此在可持续能源领域有着广泛的应用前景。
除了化学能转化为电能，电能也可以转化为化学能。
电解是一种将电能转化为化学能的过程。
在电解过程中，电流通过电解质溶液，使得化学反应发生，产生新的物质。
例如，电解水可以将水分解为氢气和氧气。
这种电能转化为化学能的过程在工业生产中具有重要的应用，如电镀、电解制氢等。
化学能与电能的转化还可以通过燃烧反应实现。
燃烧是一种将化学能转化为热能和光能的过程。
当物质燃烧时，其化学能被释放出来，产生热能和光能。
我们常见的火焰就是由物质的燃烧产生的。
而燃烧反应中释放出的热能可以被转化为电能，如蒸汽发电厂中的燃煤发电和核电站中的核能发电。
除了以上几种方式，还有其他一些将化学能与电能转化的方法。
例如，太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。
太阳能电池中的光能被光伏效应转化为电能，从而产生电流。
这种方式不涉及化学反应，但也属于化学能与电能的转化。
化学能与电能是两种不同形式的能量，在我们的生活中起着重要的作用。
化学能可以通过化学反应转化为电能，如电池和燃料电池；而电能也可以转化为化学能，如电解和燃烧反应。
化学能与电能的相互转化
稀硫酸
电子
电流
Zn
H2
负极
Cu 正极
原电池工作原理示意图
1．原电池：将化学能转化为电能的装置。 2．原电池的工作原理
构成最简单的原电池需要哪些要件？
e-
1、电 极 ？ 2、溶 液 ？
H2SO4
G
e-
e-
负极
正极
Zn
Cu
eeZZnn2+2+Zn2+H2eH-e2-HH22
开仔动Fra bibliotek实验探究中
细
脑 筋
观 察
想 探究目的1: 形成原电池对电极有什么要求？ 发
到 别 人
现 探究目的2: 形成原电池对溶液有什么要求? 别
人 不
想 不 到
注：由于电极往往有杂质，而电流计又非常 灵敏，所以，如果是非常微弱的电流，我们 可视为没有电流产生！
能 发 现
的
的
有一位富翁要建造一艘豪华的游艇，他不
惜重金让造船师用昂贵、漂亮、对海水有 很强的抗腐蚀性的镍铜合金将船底包起来 。由于镍铜合金的机械性能不够大，游艇 的许多零件还是得用特种钢来制造。然而 就在这艘豪华游艇出海航行后的几天，船 底已经是千疮百孔，过早的结束了生命， 你知道这是为什么吗？应如何解决呢？
第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转 化
（一）火力发电
化学能→热能→机械能→电能
（二）化学能直接转化为电能 的原理和装置
要使化学反应释放的能量不经过热能，直 接转化为电能，所要解决的首要问题是什 么？
那种类型的化学反应能产生电流？
氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化 学能转化为热能，再经过一系列能量转换 环节才能转化为电能。为什么没有形成电 流，怎样使它直接产生电流呢？
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化化学能与电能都是我们日常生活中常见的能量形式。
化学能指的是物质内部的能量，也就是化学反应中释放或吸收的能量；而电能则是通过电荷间的移动而产生的能量。
这两种能量形式在一些特定的情况下可以相互转化，下面我们将详细探讨化学能与电能的转化过程。
一、化学能转化为电能1. 电池电池是将化学能转化为电能的典型装置。
电池由正极、负极和电解液组成。
化学反应在电池中发生，正极和负极之间的电子流动产生电能。
例如，一节碱性电池的正极通常为锌，负极为锰染料。
化学反应导致锌产生氧化，锌离子释放电子并进入电解质中，形成氢氧化锌。
同时，氧化锰被还原并吸收电子。
当电池连接到装置时，电子会自正极流向负极，从而产生电能。
2. 燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的先进技术。
它利用氢与氧的化学反应，通过电解过程将化学能转化为电能。
燃料电池包含一个正极（氧气）和一个负极（氢气）。
氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，电子从负极流向正极，形成电路并产生电能。
燃料电池具有高效能和无污染的特点，被广泛应用于电动汽车和其他电力设备中。
二、电能转化为化学能1. 电解电解是将电能转化为化学能的过程。
当将电流通过电解液时，化学反应发生，从而导致物质的电离或还原。
电解可以将无机化合物分解成原子或离子，或者将离子还原为其它化合物。
一个典型的例子是电解水，当通过水中通电时，水分解为氧气和氢气。
在这个过程中，电能被转化为化学能，并储存在氧气和氢气之中。
2. 光合作用光合作用是一种将光能转化为化学能的重要过程。
光合作用发生在植物叶绿素中的叶绿体中。
植物吸收阳光中的能量，并将其转化为化学能，以供植物进行生长和代谢。
叶绿体中的叶绿素分子吸收能量后，通过一系列化学反应将光能转化为化学能，并将其储存在糖等有机化合物中。
光合作用是维持地球上生命的重要过程，也是生物界中最重要的化学能转化过程之一。
总结：化学能与电能的转化在我们的生活中有着广泛的应用。
电能与化学能之间的转换过程
电能与化学能之间的转换过程引言电能和化学能是我们日常生活中常见的能量形式。
电能可以通过电流进行利用，而化学能则储存在化学物质中。
本文将探讨电能与化学能之间的转换过程，并介绍几种常见的转换方式。
电能和化学能的定义电能是指由电荷运动带来的能量，它可以通过电流的流动进行释放。
化学能是指储存在化学物质中的能量，它可以通过化学反应进行释放。
电能和化学能都属于一种形式能，可以相互转换。
1. 电解电解是将电能转化为化学能的一种常见方式。
电解通过在电解质溶液中加入电流，使得溶解在溶液中的化学物质发生化学反应。
在电解过程中，正极吸收电子，负极释放电子，导致溶液中的化学物质发生电离和析出。
这个过程中，电能被转化为化学能，储存在生成的产物中。
2. 电池电池是将化学能转化为电能的装置，也可以实现电能向化学能的转换。
电池由两个电极和电解质组成。
电极由不同的材料制成，形成正极和负极。
电解质可以是液体、凝胶或固体。
当电池接通外部电路时，电解质中的化学物质发生氧化还原反应，电子从负极流经外部电路到正极，形成电流。
这个过程中，化学能被转换为电能。
1. 燃烧燃烧是将化学能转化为热能和电能的过程。
当有机物或其他可燃物与氧气发生化学反应时，会产生大量的热能。
这个热能可以用来蒸汽发电、驱动发动机等。
同时，在某些情况下，燃烧还可以直接产生电能。
例如，燃料电池是一种将燃料内部的化学能转换为电能的设备。
在燃烧过程中，发生氧化还原反应，电子从负极流经外部电路到正极，形成电流。
2. 化学电池化学电池是将化学能转换为电能的装置。
化学电池由两个半电池组成，每个半电池都有一个电极和电解质。
在化学电池中，两个半电池通过一个可导电的物质连接起来，形成电池的反应。
在电解质中发生氧化还原反应，电子从负极流经外部电路到正极，形成电流。
这个过程中，化学能被转换为电能。
结论电能与化学能之间的转换是一种能量转化的过程。
通过电解和电池，电能可以转化为化学能；而通过燃烧和化学电池，化学能可以转化为电能。
化学能与电能的转化知识点总结
化学能与电能的转化知识点总结1.概念：将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④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。
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，电流方向：正极—→导线—→负极4.电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子负极现象：负极溶解，负极质量减少。
↑（较不活泼金属）较不活泼的金属或石墨正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2作正极，正极发生还原反应，电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质，正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。
总反应式：Zn+2H+=Zn2++H↑25.原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
电解池:一、电解原理1.电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2.电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3.放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程4.电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极5.电极名称及反应：阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•２、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种金属，将Ａ和Ｂ用导线连接 起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将Ａ、Ｄ分
别放入等浓度盐酸中，Ｄ比Ａ反应剧烈。将Ｃｕ浸入
Ｂ的盐溶液中无明显变化，如果把Ｃｕ浸入Ｃ的盐溶
液中，有金属Ｃ析出。其活动顺序为：（ B ）
• Ａ、ＤＣＡＢ
Ｂ、ＤＡＢＣ
• Ｃ、ＤＢＡＣ
Ｄ、ＢＡＤＣ
3、一个原电池的总反应的离子方程式是Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电池的组成正确的是（ C ）
第一课时 化学能转化为电能
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
（分析火力发电的利与弊）
演示探究
⑴, 将Zn片插入H2SO4溶液 中有什么现象？为什么？ ⑵, 将Cu片插入H2SO4溶液 中有什么现象？为什么？
⑶，将一Zn片,Cu片平行插入 H为2什SO么4溶？液中，有什么现象？
⑷，若将Zn片,Cu片用一导线 连接再浸在H2SO4溶液中，有 什么现象？为什么？
正极： 2H++2e-＝H2↑
(∨)
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
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
设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极:
.
正极:
.
4. 原电池的设计
（3） 将氧化还原反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2￪ 设计成一个原电池。
4、 原电池的设计
（1） 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极:
.
正极:
.
4. 原电池的设计
（2） 将氧化还原反应：Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2
Байду номын сангаас
A＞B
C＞D
A＞C D＞B
则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（② ）
① A＞B＞C＞D
② A＞C＞D＞B
③ C＞A＞B＞D
④ B＞A＞C＞D
1、 判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，
试 一
请说明理由；若是，请指出正负极名称，并 写出电极反应式.
试①
②
(×)
(×)
负极： Zn－2e-＝Zn2+
③
铜片上有无色气体产生，锌 片无明显现象。
H+在铜片上得到电子被 还原成氢气。
铜片上有无色气体产生，锌 H+在铜片上得到电子被
片无明显现象，电流计发生 还原成氢气，说明有电
偏转。
子从锌片流入到铜片.
原电池
定义:把化学能转变为电能的装置。
问题探究
1、你能找到原电池的正负极吗? 这一原电池在工作时的电流流动 方向是怎样的？
小结
本节要点: 1，原电池概念。 2，构成原电池的条件。 3，原电池的正负极和电子流向判断。 4，原电池的工作原理。
例题：
把A、B、C、D4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，D上产生大量气泡； A、C相连时，电流由C经导线流向A； B、D相连时，电子由D经导线流向B，
意大利物理学家 亚历山德罗.伏打
(Alessandro Volta)
伏打电池
化学能转化为电能
1.原电池： 将化学能转化成电能的装置
原电池的原理：氧化还原反应
2.电极反应
负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应）
正极：2H++2e-=H2↑ （还原反应）
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式）
⑸，导线间接一电流计有何 现象产生？为什么？
⑹，用一干电池连接电流计 验证电子流向，确定Zn片, Cu片的正负极是怎样的？
铜片上没有明显现象，锌片 铜片与稀硫酸不反应，
上有无色气体产生。
2H++Zn=Zn2++H2
铜片上没有明显现象，锌片 铜片与稀硫酸不反应，
上有无色气体产生。
2H++Zn=Zn2++H2
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
实验探究形成原电池的条件
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
实验探究形成原电池的条件
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
形成条件三：必须形成闭合回路
实验探究形成原电池的条件
形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应
2H+ + 2e-＝ 还原
H2↑
反应
Zn+2H+＝
Zn2++H2↑
负极 正极
还原剂失去的 电子从锌极流 出
负极
还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
Zn2+ H+
SO42-
流入铜极.
正极 氧化剂(H+)在铜极上 得到电子，发生还 原反应 2H+ +2e-=H2
电流方向
二、 原电池原理的应用：
1、研制分析化学电源；
2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率 3、寻找钢铁防腐蚀的方法
4、原电池的设计 ……
阅读教材39页 资料卡 分析钢铁电化学腐蚀 的原因，探讨防止钢铁的方法及原理。
钢铁的吸氧腐蚀
原理：在潮湿空气中钢铁表面形成无数微小的
原电池。
G
负极：Fe—2e—=Fe2+
Fe
C
正极：2H20+O2+4e—=4OH—
Fe2+ +2OH— =Fe（OH）2 NaCl 4Fe（OH）2 +2H20+O2 = 4Fe（OH）3
2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O
钢铁的防腐蚀：
（1）覆盖保护层； （2）改变金属内部结构； （3）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌； （4）钢铁连接电源负极。
3.构成原电池的条件
(1)有活泼性不同的两个电极 (2)两电极都接触电解质溶液
（3）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路 ( 4 )在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。
原电池工作原理：
失e，沿导线传递，有电流产生
负极
正极
阳离子 电解质溶液 阳离子
有下列材料：Zn片、Cu片、导线、水果 、 电流计，请设计一个装置使电流计指针发生 偏转。
电子由锌片经导线流向铜片，电流由铜 片流出，从锌片流入。
问题探究
2、你知道原电池的工作原理吗？ 能不能写出在二个电极上的离子反 应方程式？
原电池的工作原理：氧化还原反应
、
锌片： Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应） 铜片： 2H++2e－＝H2↑（还原反应）
锌铜原电池原理
Zn－2e-＝ Zn2+
氧化 反应