《化学能与电能》教学课件
合集下载
2化学能与电能PPT教学课件
③A、C相连后，同时浸入稀用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化
反应。
据此，判断四种金属的活动性顺序是( )
A．A>B>C>D
B．A>C>D>B
C．C>A>B>D
D．B>D>C>A
第9页/共23页
A
B
讨论2：A、B两种金属和CuSO4溶液 组成原电池后，B极上附一层红色的铜。 CuSO4溶液 ①则两种金属的活动性强弱的顺序是 A>B 。 ②如果A为锌片，B为铜片，写出该原电池的电极 反应式： _负__极__：___Z_n__−_2_e_-_=__Z_n_2_+___正__极__：__C__u_2+__+_2_e_-_=__C_u___。
第二节 化学能与电能
一、化学能转化为电能 1、火力发电原理及过程
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机电能
能否将化学能直接转化为电能？
第1页/共23页
实验探究 实验操作
现象
结论或解释
锌片上有气泡 铜片上无气泡
铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应
Cu
铜片上有气泡
?
电流计指针偏转 导线中有电流通过
第2页/共23页
①负极上还原性较强的物质失去电子发生氧化反应，
②电子从负极经外电路流向正极， ③正极上氧化性较强的物质得到电子发生还原反应。
（3）组成原电池的条件：
第3页/共23页
?如果改变装置中的某一部分，还能形成原电池吗
Zn
GC
Fe
G Fe
Fe
Cu
③
①
②
Zn
G Cu
G
化学能与电能资料PPT精品课件
2H++2e-=H2↑
总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
2021/3/1
28
练习：
写出电极反应式和总反应式
Zn C
正极(C)： Cu2+ + 2e - = Cu（还原反应）
负极(Zn：) Zn －2e - = Zn2+ （氧化反应）
CuCl2
总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
Fe Cu正极(Cu：) 2Ag+ + 2e - = Ag （还原反应）
负极：电子流出的电极，通常是活泼金属。该 级上发生氧化反应。表示负极反应的式 子叫做负极反应式。
电池的总反应式：电池中的整个氧化还原反应， 它是两个电极反应式之和。
2021/3/1
27
Cu-Zn原电池正负极的判定及有关化 学反应式：
负极： 锌片: （氧化反应）
Zn－2e-=Zn2+
正极：铜片: （还原反应）
Zn
验现象会是怎样的呢？
现象
电流表指针没有偏转
2021/3/1
Cu
75%酒精 17
实验探究三中把串联着 电流表的锌片与铜片分
Zn
别放到两支盛有稀硫酸
的烧杯里，实验现象会
是怎样的呢？
现象
电流表指针没有偏转
2021/3/1
Cu
稀硫酸
18
2、归纳总结原电池的构成条件：
(1)活泼性不同的两种金属 (或金属与非金属导体)做电极
热能 蒸汽
机械能 发电机 电5能
化学本质分析 旧键断裂和新键形成、体系能量变化 氧化还原反应 火力发电 将化学能经一系列能量转化为电能
总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
2021/3/1
28
练习：
写出电极反应式和总反应式
Zn C
正极(C)： Cu2+ + 2e - = Cu（还原反应）
负极(Zn：) Zn －2e - = Zn2+ （氧化反应）
CuCl2
总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
Fe Cu正极(Cu：) 2Ag+ + 2e - = Ag （还原反应）
负极：电子流出的电极，通常是活泼金属。该 级上发生氧化反应。表示负极反应的式 子叫做负极反应式。
电池的总反应式：电池中的整个氧化还原反应， 它是两个电极反应式之和。
2021/3/1
27
Cu-Zn原电池正负极的判定及有关化 学反应式：
负极： 锌片: （氧化反应）
Zn－2e-=Zn2+
正极：铜片: （还原反应）
Zn
验现象会是怎样的呢？
现象
电流表指针没有偏转
2021/3/1
Cu
75%酒精 17
实验探究三中把串联着 电流表的锌片与铜片分
Zn
别放到两支盛有稀硫酸
的烧杯里，实验现象会
是怎样的呢？
现象
电流表指针没有偏转
2021/3/1
Cu
稀硫酸
18
2、归纳总结原电池的构成条件：
(1)活泼性不同的两种金属 (或金属与非金属导体)做电极
热能 蒸汽
机械能 发电机 电5能
化学本质分析 旧键断裂和新键形成、体系能量变化 氧化还原反应 火力发电 将化学能经一系列能量转化为电能
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路， 也可以让两个电极直接接触 ④能自发进行氧化还原反应 一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应
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。
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。
化学必修二化学能与电能 ppt课件
次充电使用。
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。
PPT课件
35
2、充电电池
二次电池：氧化还原反应在充电时 可以逆向进行。 优缺点： 可充电，比干电池使用
寿命长；但体积大，有污染
应用： 汽车上使用的电瓶等 总反应：
放电
铅蓄电池 2PbSO4+2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4
（二）原电池 1.概念：将化学能直接转变为电能的装置
I
e－
负极 Zn
A
正极 Cu
H+ SO42－H+
PPT课件 9
2.原电池的电极反应：
锌片： Zn - 2e- = Zn2+ (负极)
+ + 2e- = 2H 铜片： (正极)
氧化反应
H2 ↑ 还原反应
电池反应： Zn （总反应）
+
2H+ =
Zn2+ +
PPT课件
22
微观判断
电子流出的极 ——负极
原电池的正负极的判断方法
（根据电子流动 电子流入的极 ——正极 方向）
宏观判断：方法四
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 工作后 质量减少的电极 ——负极 ④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
PPT课件 38
锂离子电池
锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
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。
PPT课件
35
2、充电电池
二次电池：氧化还原反应在充电时 可以逆向进行。 优缺点： 可充电，比干电池使用
寿命长；但体积大，有污染
应用： 汽车上使用的电瓶等 总反应：
放电
铅蓄电池 2PbSO4+2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4
（二）原电池 1.概念：将化学能直接转变为电能的装置
I
e－
负极 Zn
A
正极 Cu
H+ SO42－H+
PPT课件 9
2.原电池的电极反应：
锌片： Zn - 2e- = Zn2+ (负极)
+ + 2e- = 2H 铜片： (正极)
氧化反应
H2 ↑ 还原反应
电池反应： Zn （总反应）
+
2H+ =
Zn2+ +
PPT课件
22
微观判断
电子流出的极 ——负极
原电池的正负极的判断方法
（根据电子流动 电子流入的极 ——正极 方向）
宏观判断：方法四
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 工作后 质量减少的电极 ——负极 ④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
PPT课件 38
锂离子电池
锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
化学能与电能课件
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病” 就是因汞中毒引起的。
化学能与电能
24
二、发展中的化学电源
减少污染 节约资源
化学能与电能
25
课堂总结
1.一个电极参与反应（简易原电池，干电池）： 负极：M - ne- == Mx+ 正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属
2.两个电极均参与反应 (铅蓄电池): 金属为负极，金属化合物为正极
化学能与电能
16
（2）充电电池(又称二次电池) 铅蓄电池
负极: Pb +SO42- - 2e- == PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- == PbSO4 + 2H2O
电池总反应式：
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：
放电
PbO2 + Pb + 2H2SO4 充电 2PbSO4 + 2H2O
干电池 碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
化学能与电能
12
二、发展中的化学电源
化学电池
一次性电池：如干电池
二次电池（可充电电池）：铅蓄 电池等
燃料电池：氢氧燃料电池
化学能与电能
13
（1）干电池结构及电极反应原理
干电池
碱性电池
化学能与电能
14
二、发展中的化学电源
• 思考与交流：锌锰干电池即使不用，放置 过久，也会失效（作为电解质的糊状NH4Cl 显酸性），为了充分而有效地利用锌锰干电 池，在购买、保存和使用方面你有何经验与 建议？请与同学交流分享。
优点：可反复使用
化学能与电能
19
3、燃料电池
燃料电池：它是一种高效、环 境友好的发电装置。它的电极 材料一般为活性电极，具有很 强的催化活性，如铂电极，活 性炭电极等。燃料电池由3个 主要部分组成：燃料电极（负 极） ；电解液 ；空气／氧气 电极（正极） 。
人教版_《化学能与电能》_优秀课件PPT
人教版_《化学能与电能》_优秀课件P PT(优 秀课件)
1969年美国“阿波罗11号” 登月成功。飞船上使用的氢
ab
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 H2O
在电极表面放电。
H2
O2
1、a是 负 极，
KOH溶液
b是 正 极
电极反应式分别为：
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
5.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是（ C ）
正极 负极
A
B
C
D
Zn
Cu Cu Fe
Cu
Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
间接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
装置
直接：
原电池
工 作
概
构 成
原念条
理
件
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组
成原电池时，锌为负极，此金属是( B )
A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
人教版高中化学第二章第二节《化学能与电能》.(共20张PPT)教育课件
• • 学习重要还是人脉重要?现在是一 个双赢 的社会 ，你的 价值可 能更多 的决定 了你的 人脉， 我们所 要做的 可能更 多的是 专心打 造自己 ，把自 己打造 成一个 优秀的 人、有 用的人 、有价 值的人 ，当你 真正成 为一个 优秀有 价值的 人的时 候，你 会惊喜 地发现 搞笑人 脉会破 门而入 。从如 下方 面改进 ：1、专 心做可 以提升 自己的 事情； 2、学 习并拥 有更多 的技能 ；3、成 为一个 值得交 往的人 ；4学 会独善 其身， 尽量少 给周围 的人制 造麻烦 ，用你 的独立 赢得尊 重。
化学电池的创新设想
光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖，同时放出氧 气，写出化学方程式。
6CO2（g)+ 6H2O (l) = C6H12O6 (g) + 6O2 (g) 光、叶绿体 设想将写成的反应式倒过来，可设计成一个原电池，
产生电流。这样，我们通过正逆反应，就从太阳能产生 了电能。写出这种原电池的电极反应。
• • 理财的时候需要做的一方面提高收入， 令一方 面是节 省开支 。这就 是所谓 的开源 节流。 时间管 理也是 如此， 一方面 要提高 效率， 另一方 面是要 节省时 间。主 要做法 有：1、 同时做 两件事 情（备 注：请 认真选 择哪些 事情可 以同时 做）， 比如跑 步的时 候边听 有声书 ；2、 压缩休 息时间 提升睡 眠效率 ，比如 晚睡半 小时早 起半小 时（6~7个小 时即可 ）；3、 充分利 用零碎 时间学 习，比 如做公 交车、 等车、 上厕所 等。
负极：CH4+10 OH-–8e- == CO32-+7H2O
化学电池与新能源
请考虑，化学电池有污染，这个问题如何解决？ （开发新能源）
风力发电
人教版_《化学能与电能》_精品PPT
与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( B )
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时， 电解质溶液的 PH( C ) A.不 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
2.以下装置能否形成原电池？如能，请标出电极名称。
铁碳
铁
铁
铁锌
硫酸铜
铜
银
稀硫酸
铜
锌
蔗糖
NaCl
稀硫酸
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。
4.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是( C )
A
B
C
D
正极 负极
Zn
Cu Cu Fe
Cu
Zn
Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
特点： a：一次性电池，不可逆 b：用KOH代替NH4Cl能提高 性能，延长寿命
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
B、是不是铜与硫酸反应,Cu失去电子给了H+？
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时， 电解质溶液的 PH( C ) A.不 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
2.以下装置能否形成原电池？如能，请标出电极名称。
铁碳
铁
铁
铁锌
硫酸铜
铜
银
稀硫酸
铜
锌
蔗糖
NaCl
稀硫酸
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。
4.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是( C )
A
B
C
D
正极 负极
Zn
Cu Cu Fe
Cu
Zn
Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
特点： a：一次性电池，不可逆 b：用KOH代替NH4Cl能提高 性能，延长寿命
人教版_《化学能与电能》_精品PPT( 优秀课 件)
B、是不是铜与硫酸反应,Cu失去电子给了H+？
化学能与电能-课件
3、根据内电路离子移动的方向判断：
阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的为负极
4、根据原电池两极发生的变化来判断：
发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极
5、电极反应现象：
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
一、原电池
6.原电池原理的应用：
①制作化学电源 ②加快反应速率：
一、原电池
电源
1.定义：将化学能直接转变成电能的装置，
称为原电池
+-
2.正负极：
正极： 电子流进（或电流流出）的一极
负极： 电子流出（或电流流进）的一极
一、原电池
3.电极反应：
电极材料
原电池正负极
电极反应式
发生的反应
Zn片
负极 Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
Cu片
正极
2H++2e- 还原反应
电极总离子反应
Z整n片个逐装渐置溶能解量但无是气怎泡样； Cu片上有转气化泡的（？H2）；
电流计指针偏转。
指针偏转，说明电路中有电流通过，说 明发生了电子定向移动。
Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失 去的电子（ Zn－2e－ = Zn2+）变成Zn2+进入 溶液，电子经导线流向Cu片， 溶液中的H＋ 由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2 （2H+＋2e－ = H2 ↑）
实验探究:形成原电池的条件
可以
结论：有两种活泼性不同的金属
（或一种是非金属导体）作电极
其中:
较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论：整个装置构成闭合电路
阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的为负极
4、根据原电池两极发生的变化来判断：
发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极
5、电极反应现象：
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
一、原电池
6.原电池原理的应用：
①制作化学电源 ②加快反应速率：
一、原电池
电源
1.定义：将化学能直接转变成电能的装置，
称为原电池
+-
2.正负极：
正极： 电子流进（或电流流出）的一极
负极： 电子流出（或电流流进）的一极
一、原电池
3.电极反应：
电极材料
原电池正负极
电极反应式
发生的反应
Zn片
负极 Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
Cu片
正极
2H++2e- 还原反应
电极总离子反应
Z整n片个逐装渐置溶能解量但无是气怎泡样； Cu片上有转气化泡的（？H2）；
电流计指针偏转。
指针偏转，说明电路中有电流通过，说 明发生了电子定向移动。
Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失 去的电子（ Zn－2e－ = Zn2+）变成Zn2+进入 溶液，电子经导线流向Cu片， 溶液中的H＋ 由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2 （2H+＋2e－ = H2 ↑）
实验探究:形成原电池的条件
可以
结论：有两种活泼性不同的金属
（或一种是非金属导体）作电极
其中:
较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论：整个装置构成闭合电路
化学能与电能课件ppt
+
正极： 2H+ +2e- = H2↑ (还原反应)
4）总反应式(电池反应-两个电极反应之和)
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ Zn + H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2↑
H2SO4
原电池反应的本质是: 氧化还原反应 5）原电池反应原理
负极失电子、发生氧化反应；正极得电子、发生还
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
【实验 1】
分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中,观察现象。
铜片表面没有气泡产生
H2SO4
【实验 2】
锌片
锌片不断溶解 Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑
6）原电池的构成条件 ① 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电
的非金属，如“碳棒”）作电极 其中较活泼金属为负极，较不活泼金属(或非金属) 为正极(正极一般不参与电极反应，只起导电作用)。 ② 电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应）
③ 形成闭合回路
④ 能自发地发生氧化还原反应
练习：下列装置中能组成原电池形成电流的是(
量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（ B ）
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
A
A
A
Zn Cu Zn Cu Zn Cu Zn
化学能与电能课件
PART FOUR
电池：通过化学 反应产生电能， 如锂电池、镍氢 电池等
燃料电池：通过 化学反应产生电 能，如氢燃料电 池、甲醇燃料电 池等
超级电容器：通 过静电吸附储存 电能，如石墨储存动能，再通 过发电机转化为 电能
电池：通过化学反应储存电能，如锂电池、镍氢电池等 电容器：通过电场储存电能，如超级电容器、电化学电容器等 飞轮储能：通过高速旋转的飞轮储存电能，如磁悬浮飞轮储能系统等 超导储能：通过超导材料储存电能，如超导磁储能系统等
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
化学能：物质在化学反应过程中释放的能量 电能：电荷在电场中移动产生的能量 化学能与电能的关系：化学能可以通过电化学反应转化为电能 电能的应用：电能广泛应用于各种电子设备、交通工具等领域
成污染
化学能与电能 的转换：电池 生产过程中产 生有害物质， 对环境造成污
染
化学能与电能 的储存：电池 废弃后，对环 境造成污染， 需要妥善处理
限制化学能的使用：减少化石燃料的使用，推广清洁能源 限制电能的排放：限制发电厂的排放标准，推广可再生能源发电 限制化学能与电能的污染：限制化学能与电能的污染排放，推广清洁生产 限制化学能与电能的浪费：限制能源的浪费，推广节能减排
提高能源效率：通过改进技术提高能源转换效率，减少能源浪费 减少污染排放：采用环保技术减少污染物排放，降低对环境的影响 发展可再生能源：利用太阳能、风能等可再生能源，减少对化石燃料的依赖 提高能源储存能力：发展高效储能技术，提高能源储存能力，降低能源浪费和环境污染
汇报人：PPT
应用：电池、燃 料电池等
- 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)。
一、化学能与电能的相互转化
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。
电池的广泛应用
思考与交流
• 在你的生活与学习中，或你了解的范围里， 还有那些需要使用电池的产品或器具？各使 用什么样的电池？
火电，又称为火力发电。那么，火 究竟是如何转化为电？
2001年我国发电总量构成图 估计在2050年火电仍居首位
正极：电子流入的一极（Cu）
外电路
2.电路：
内电路
负极
正极
电子流向：失电子的一极流向得电子的一极
电流方向：与电子流动方向相反
阴离子流动方向与电子流动方向一致 阳离子流动方向与电流方向一致
负极： Zn－2e-＝ Zn2+
3.电极反应式：
正极： 2H++ 2e-＝ H2↑
4.总反应式： Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
写出电极反应式。
氢氧燃料电池
航天技术上使用的一种电 池，它具有高能、轻便、 H2 不污染环境等优点。用Pt 做电极，KOH溶液做电解 液，因其反应与氢氧燃烧 相似，故称为氢氧燃烧电 池。请写出各电极的电极 反应。
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的原理
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能发电机电能
2.火力发电的利弊分析
思考1：火力发电有何利与弊？
利
燃料燃烧转化为电能后，社会中应用最广 泛、使用最方便。
产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污
弊 染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产
生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。
锌筒 （负极）
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2 其他干电池：碱性锌-锰干电池、
银-锌纽扣电池等
优点：携带方便
缺点：电量小，污染大
2、蓄电池
（1）铅蓄电池
正极材料上 涂有棕褐色 的PbO2，负极 材料是金属 铅，两极浸 在H2SO4溶液 中。写出电 极反应式。
铅蓄电池
铅
蓄
电
池
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O
负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 其他蓄电池：镍-镉蓄电池、银-锌蓄电池等 优点：可反复使用 缺点：污染大
正 极 电解质
相对不活泼的
金属（或能导
电的非金属） 酸、碱
或盐的
流入电子
溶液
还原反应
普通锌锰电池
碱性电池
镍氢电池
镍 镉 电 池
锂离子电池
小型高性能燃料电池
干电池
上图是锌－锰干电池
负极：Zn – 2e- = Zn2+
干电池
正极：2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2
阴离子
阳离子
还原反应 2H++2e-=H2↑
电 负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应）
极 反
正极：2H++2e-=H2↑
（还原反应）
应 总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
与原电池相关的概念负极：电 Nhomakorabea流出的一极（Zn）
1.电极：
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 从还原剂区域流向氧化剂区域。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境， 化学物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
化学能
电能 ？
3.原电池：把化学能转变为电能的装置。
[实验2-4]原电池原理的动画模拟
电极 现象 电子
材料
得失
电极反应
原电池 的电极
Zn片 Zn片 溶解
失
Zn－2e-＝ Zn2+
负极
总Cu的片离有产子反气生应体方得程式
2H++ 2e-＝ H2↑ 正极 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
失e-,沿导线传递，有电流产生
氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
电解质溶液
思考2：假设你是电力工程师，面对这些利弊， 你会如何应对呢？
a、改进火力发电 b、研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化 学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间 环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。
化学能
电能 ？（阅读教材P40页，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。
石墨等)
下列装置能否作为原电池
Zn—Zn与稀硫酸进行实验. Zn—石墨与稀硫酸进行实验. Fe—Zn与稀硫酸进行实验. Cu—Zn与乙醇进行实验. Cu—Zn与一瓣柑桔(或一个苹果)进行实验. Cu—Zn与硫酸铜溶液进行实验.
原电池的组成
组 成负 极 相对活泼
电极材料 的金属
电子流向 流出电子 反应类型 氧化反应
原电池工作原理
发生失 电子的 氧化反应
发生得 电子的 还原反应
原电池
“负极出电子，电子回正极”
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
（不可以）
（不可以）
原电池的构成条件
1、两种活泼性不同的金属（或一种金属 和另一种非金属导体）构成电极。
相对活泼的金属作负极 2、电解质溶液。 3、电极用导线相联构成闭合回路。 4、必须有自发进行的氧化还原反应。 负极：电子流出的电极(较活泼的金属) 正极：电子流入的电极(较不活泼的金属、
随着用电器朝着
小型化、多功能化发
展的要求，对电池的
发展也提出了小型化、
多功能化发展的要求。
体积小、性能好的碱性锌－锰电 池应运而生。这类电池的重要特征是 电解液由原来的中性变为离子导电性 更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉， 反应面积成倍增长，使放电电流大幅 度提高。
银锌电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 19751983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,为 美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金， 电解质溶液KOH。反应式为：
2Ag+Zn(OH)2
充电 放电
Zn+Ag2O+H2O
写出电极反应式。
镉镍电池
负极材料：Cd ，正极材料：涂有NiO2 ，电解 质：KOH溶液。反应式如下：
放电
NiO2+Cd+2H2O 充电 Ni(OH)2+ Cd(OH)2
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。
电池的广泛应用
思考与交流
• 在你的生活与学习中，或你了解的范围里， 还有那些需要使用电池的产品或器具？各使 用什么样的电池？
火电，又称为火力发电。那么，火 究竟是如何转化为电？
2001年我国发电总量构成图 估计在2050年火电仍居首位
正极：电子流入的一极（Cu）
外电路
2.电路：
内电路
负极
正极
电子流向：失电子的一极流向得电子的一极
电流方向：与电子流动方向相反
阴离子流动方向与电子流动方向一致 阳离子流动方向与电流方向一致
负极： Zn－2e-＝ Zn2+
3.电极反应式：
正极： 2H++ 2e-＝ H2↑
4.总反应式： Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
写出电极反应式。
氢氧燃料电池
航天技术上使用的一种电 池，它具有高能、轻便、 H2 不污染环境等优点。用Pt 做电极，KOH溶液做电解 液，因其反应与氢氧燃烧 相似，故称为氢氧燃烧电 池。请写出各电极的电极 反应。
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的原理
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能发电机电能
2.火力发电的利弊分析
思考1：火力发电有何利与弊？
利
燃料燃烧转化为电能后，社会中应用最广 泛、使用最方便。
产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污
弊 染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产
生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。
锌筒 （负极）
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2 其他干电池：碱性锌-锰干电池、
银-锌纽扣电池等
优点：携带方便
缺点：电量小，污染大
2、蓄电池
（1）铅蓄电池
正极材料上 涂有棕褐色 的PbO2，负极 材料是金属 铅，两极浸 在H2SO4溶液 中。写出电 极反应式。
铅蓄电池
铅
蓄
电
池
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O
负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 其他蓄电池：镍-镉蓄电池、银-锌蓄电池等 优点：可反复使用 缺点：污染大
正 极 电解质
相对不活泼的
金属（或能导
电的非金属） 酸、碱
或盐的
流入电子
溶液
还原反应
普通锌锰电池
碱性电池
镍氢电池
镍 镉 电 池
锂离子电池
小型高性能燃料电池
干电池
上图是锌－锰干电池
负极：Zn – 2e- = Zn2+
干电池
正极：2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2
阴离子
阳离子
还原反应 2H++2e-=H2↑
电 负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应）
极 反
正极：2H++2e-=H2↑
（还原反应）
应 总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
与原电池相关的概念负极：电 Nhomakorabea流出的一极（Zn）
1.电极：
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 从还原剂区域流向氧化剂区域。
4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境， 化学物质的选择。
5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。
化学能
电能 ？
3.原电池：把化学能转变为电能的装置。
[实验2-4]原电池原理的动画模拟
电极 现象 电子
材料
得失
电极反应
原电池 的电极
Zn片 Zn片 溶解
失
Zn－2e-＝ Zn2+
负极
总Cu的片离有产子反气生应体方得程式
2H++ 2e-＝ H2↑ 正极 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
失e-,沿导线传递，有电流产生
氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
电解质溶液
思考2：假设你是电力工程师，面对这些利弊， 你会如何应对呢？
a、改进火力发电 b、研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化 学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间 环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。
化学能
电能 ？（阅读教材P40页，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。
石墨等)
下列装置能否作为原电池
Zn—Zn与稀硫酸进行实验. Zn—石墨与稀硫酸进行实验. Fe—Zn与稀硫酸进行实验. Cu—Zn与乙醇进行实验. Cu—Zn与一瓣柑桔(或一个苹果)进行实验. Cu—Zn与硫酸铜溶液进行实验.
原电池的组成
组 成负 极 相对活泼
电极材料 的金属
电子流向 流出电子 反应类型 氧化反应
原电池工作原理
发生失 电子的 氧化反应
发生得 电子的 还原反应
原电池
“负极出电子，电子回正极”
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
（不可以）
（不可以）
原电池的构成条件
1、两种活泼性不同的金属（或一种金属 和另一种非金属导体）构成电极。
相对活泼的金属作负极 2、电解质溶液。 3、电极用导线相联构成闭合回路。 4、必须有自发进行的氧化还原反应。 负极：电子流出的电极(较活泼的金属) 正极：电子流入的电极(较不活泼的金属、
随着用电器朝着
小型化、多功能化发
展的要求，对电池的
发展也提出了小型化、
多功能化发展的要求。
体积小、性能好的碱性锌－锰电 池应运而生。这类电池的重要特征是 电解液由原来的中性变为离子导电性 更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉， 反应面积成倍增长，使放电电流大幅 度提高。
银锌电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 19751983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,为 美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金， 电解质溶液KOH。反应式为：
2Ag+Zn(OH)2
充电 放电
Zn+Ag2O+H2O
写出电极反应式。
镉镍电池
负极材料：Cd ，正极材料：涂有NiO2 ，电解 质：KOH溶液。反应式如下：
放电
NiO2+Cd+2H2O 充电 Ni(OH)2+ Cd(OH)2