42化学电源二课件-内蒙古呼和浩特市和林格尔县第一中学人教版高中化学选修四
合集下载
相关主题
- 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)。
第二章 化学反应与能量
思考与交流：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、 转换得到的能源。
思考：哪些属于一次能源，哪些属于二次能源？
水能
风能
石油
电能
原煤
天然气 蒸汽
一、化学能与电能的相互转化 电能（电力）：二次能源
一、化学能与电能的相互转化 1,火力发电原理及过程
燃烧பைடு நூலகம்
ab
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 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：
是，请说明理由.
练 习①
②
③
(×)
(×)
(√)
④
⑤
(√)
(×)
5、构成原电池的条件
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 （能自发进行氧化还原反应）
③两极（用导线）相连形成闭合 电路
两极 一液 一连线
例1 1,Zn—Zn与稀硫酸进行实验. 2,Zn—石墨与稀硫酸进行实验. 3,Fe—Zn与稀硫酸进行实验. 4,Cu—Zn与乙醇进行实验. 5,Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验. 6,Cu—Zn与两个西红柿进行实验. 7,Cu—Zn与橙汁进行实验.
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
火力发电
优点： a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
b.电能清洁安全,又快捷方便. 缺点： a.排出大量的温室效应气体.
b.有废气可能导致酸雨
c.废料废水
d.储量有限
e.能量转换效率低
思考：怎样才能提高能量的转化效率？
? 直接
化学能 电能
干电池
碱性电池
（1）干电池结构及电极反应原理
负极：Zn — 2e- == Zn2+
正极：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑
电池总反应式：
Zn + 2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
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
（2）充电电池(又称二次电池)
以上组合可以组成原电池 2,3,5,7
病例分析
你能为她开一个药方吗？
设计一套能使电流表指针偏转的电池装置。
用品：铜片、锌片、导线、、电流表、 水果（自备）
请同学们边做实验边思考，化学电池 由几部分组成，它的构成条件是什么？
3．下列装置哪些可以形成原电池? 形成原电池的写 出电极反应式,并指出电子流动方向。
例4、一个原电池的总反应的离子方程式 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电
池的组成正确的是（ c ）
正极
A
B
C
D
Zn
Ag
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Zn
Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2
二、发展中的化学电源
干电池 碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
（1）干电池结构及电极反应原理
4、镍铬电池
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L） =Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）
Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L） =2Ag（S）+Cd（OH）2（S）
4、环保问题——电池的回收利用
例1,1969年美国“阿波罗11 号”登月成功。飞船上使用
原电池原理 一、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.
A
Zn
Cu
H+ SO42－H+
一、原电池
你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装 置的正、负极？
e-
e-
e-
负极
正极
负极：电子流出的极，失去电子，发生 氧化反应
正极：电子流入的极，得到电子，发生还 原反应
2 原电池工作原理：
失e,沿导线传递，有电流产生
总反应式： 2H2+O2==2H2O
特点： 高效,环境污染少,外加设备供给氧化剂
新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH 溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧 气。电极反应： 负极：CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O
正极：2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH-
总反应： CH4 + 2O2 + 2KOH＝K2CO3 + 3H2O
特点： 二次电池,可再次充电使用
(3)燃料电池
氢氧燃料电池
(3)氢氧燃料电池
新型电池中，电极的导电材料一般多 孔的金属板，负极是通入还原剂的一方， 正极是通入氧化剂的一方。
氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢 氧化钾溶液. 正极： O2+ 4e + 2H2O === 4OH负极： 2H2 – 4e + 4OH-=== 4H2O
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
电极反应
电解质溶液
阴离子
阳离子
负极：
正极：
总反应：
电子流向电流流向：外电路
电子由负极流向正极， 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，
3、 原电池化学反应本质：
练习：导学案P39页4
⒈ 判断下列哪些装置构成了原电池？若不
温馨引导： 什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能
的前提呢？阅读课本P40页
【实验一】 分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中, 观察现象。
锌片上有气泡,铜片上没有气泡
Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
【实验二】
A
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断 溶解，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电流通过
蓄电池
（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：
Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (-) (+)
Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O
思考与交流：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、 转换得到的能源。
思考：哪些属于一次能源，哪些属于二次能源？
水能
风能
石油
电能
原煤
天然气 蒸汽
一、化学能与电能的相互转化 电能（电力）：二次能源
一、化学能与电能的相互转化 1,火力发电原理及过程
燃烧பைடு நூலகம்
ab
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 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：
是，请说明理由.
练 习①
②
③
(×)
(×)
(√)
④
⑤
(√)
(×)
5、构成原电池的条件
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 （能自发进行氧化还原反应）
③两极（用导线）相连形成闭合 电路
两极 一液 一连线
例1 1,Zn—Zn与稀硫酸进行实验. 2,Zn—石墨与稀硫酸进行实验. 3,Fe—Zn与稀硫酸进行实验. 4,Cu—Zn与乙醇进行实验. 5,Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验. 6,Cu—Zn与两个西红柿进行实验. 7,Cu—Zn与橙汁进行实验.
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
火力发电
优点： a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
b.电能清洁安全,又快捷方便. 缺点： a.排出大量的温室效应气体.
b.有废气可能导致酸雨
c.废料废水
d.储量有限
e.能量转换效率低
思考：怎样才能提高能量的转化效率？
? 直接
化学能 电能
干电池
碱性电池
（1）干电池结构及电极反应原理
负极：Zn — 2e- == Zn2+
正极：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑
电池总反应式：
Zn + 2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
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
（2）充电电池(又称二次电池)
以上组合可以组成原电池 2,3,5,7
病例分析
你能为她开一个药方吗？
设计一套能使电流表指针偏转的电池装置。
用品：铜片、锌片、导线、、电流表、 水果（自备）
请同学们边做实验边思考，化学电池 由几部分组成，它的构成条件是什么？
3．下列装置哪些可以形成原电池? 形成原电池的写 出电极反应式,并指出电子流动方向。
例4、一个原电池的总反应的离子方程式 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电
池的组成正确的是（ c ）
正极
A
B
C
D
Zn
Ag
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Zn
Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2
二、发展中的化学电源
干电池 碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
（1）干电池结构及电极反应原理
4、镍铬电池
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L） =Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）
Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L） =2Ag（S）+Cd（OH）2（S）
4、环保问题——电池的回收利用
例1,1969年美国“阿波罗11 号”登月成功。飞船上使用
原电池原理 一、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.
A
Zn
Cu
H+ SO42－H+
一、原电池
你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装 置的正、负极？
e-
e-
e-
负极
正极
负极：电子流出的极，失去电子，发生 氧化反应
正极：电子流入的极，得到电子，发生还 原反应
2 原电池工作原理：
失e,沿导线传递，有电流产生
总反应式： 2H2+O2==2H2O
特点： 高效,环境污染少,外加设备供给氧化剂
新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH 溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧 气。电极反应： 负极：CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O
正极：2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH-
总反应： CH4 + 2O2 + 2KOH＝K2CO3 + 3H2O
特点： 二次电池,可再次充电使用
(3)燃料电池
氢氧燃料电池
(3)氢氧燃料电池
新型电池中，电极的导电材料一般多 孔的金属板，负极是通入还原剂的一方， 正极是通入氧化剂的一方。
氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢 氧化钾溶液. 正极： O2+ 4e + 2H2O === 4OH负极： 2H2 – 4e + 4OH-=== 4H2O
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
电极反应
电解质溶液
阴离子
阳离子
负极：
正极：
总反应：
电子流向电流流向：外电路
电子由负极流向正极， 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，
3、 原电池化学反应本质：
练习：导学案P39页4
⒈ 判断下列哪些装置构成了原电池？若不
温馨引导： 什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能
的前提呢？阅读课本P40页
【实验一】 分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中, 观察现象。
锌片上有气泡,铜片上没有气泡
Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
【实验二】
A
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断 溶解，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电流通过
蓄电池
（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：
Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (-) (+)
Pb + PbO2 + 4H+ +2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O