高一化学必修二2.2《化学能与电能》(新人教版必修2)课件PPT
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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，电流由负 极流向正极
e－
正极
23
6.原电池形成条件：两极一液一连线
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）。
15
[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
16
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念、前提
概念: 将化学能转化为电能的装置
2.前提: 能自发发生氧化还原反应
17
3.原电池的工作原理
能量转变 化学反应
原电池
将化学能直接转化为 电能
氧化还原反应中电子 转移 (负极失去电子 经过导线定向的流入 正极)
18
电极材料
电极反应式
发生的反应 原电池的电极
Zn片
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
负极
Cu片
2H++2e-
还原反应
总的离子反应方程式 =H2Z↑n+2H+=Zn2++H2↑
正极
19
锌铜原电池原理
电极 材料
现象
电子 得失
电极反应
原电池 的电极
Zn片
Zn片 溶解
失
Zn－2e-＝ Zn2+
负极
有气
Cu片 体产 得 2H+ + 2e-＝ 正极
6
一、化学能与电能的相互转化 1,火力发电原理及过程
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
7
火力发电的原理分析。
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能
8
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
H2SO4
H2SO4
H2SO4
原电池
⑥组
偏转
不偏转
容器不同
两极相连形成闭合回路
29
例2
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
条件一：有活泼性不同的两种金属或非
金属
（不可以）
（不可以） 30
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
31
实验探究形成原电池的条件
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
② 电解质溶液 ③ 形成闭合电路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
24
25
Cu
Cu
H2SO4
HCl 酒精
A
A
C
⑤
Cu
Zn
A
Cu Zn
④
HCl Cu
A
试着说说原电池的构成有什么条件？
************************************************************************************* *************************************************************************************
生
H2↑
总的离子反应方程式
Zn+2H+＝
负极出电子，电Z子n回2+正+H极2↑
20
e-
- 负极
电流表
I 正极 +
Zn
Zn2+
H+
SO24 -
H+
H2
Cu
21
4.原电池化学反应本质： 氧化还原反应
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活 泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的 金属（正极）
22
5.电荷流向电流流向：
12
演示探究 Zn Cu
稀H2SO4
实验现象
原电池实验视频
锌表面有气泡 产生，铜表面 无明显现象
离子方程式
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
思考问题 寻找答案
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
2014年3月24日
1
2
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
3
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。
4
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
5
2001年我国发电总量构成图
火力发电占据绝大部分 什么是火力发电？ 火电站的工作原理如何?
14
演示探究 A
Zn
Cu
锌表面无气泡， 实验现象 铜表面有气泡，
电流表发生偏转。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转
思考问题 寻找答案
1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
组内交流 列出想法
化学能直接转化为电能
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。
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。
旧键断裂和新键形成、体系能量变化 9
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.
火力发电缺点:
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
10
？ 化学能
电能
11
化学能
电能 ？（看书P35页第二、三段，回答问题）
Zn
Cu
H2SO4
HCl
酒精
电流表指针 区别
结论
原电池
③
是否偏转 偏转
溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中
④ 不偏转
27
实验探究
A
Zn
Cu
⑤
A
C
Cu
H2SO4
H2SO4
原电池
⑤
电流表指针 是否偏转
不偏转
区别
电极材料不同
结论
能自发地发生氧化还原反应
28
实验探究
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu
⑥
电流表指针 区别 结论
H2SO4
C Zn
②③
H2SO4 A
⑥
A
Zn Zn
H2SO4
H2SO4 Zn
A
①
Zn
实验探究
A
Zn
Cu
① A
Zn
C
② A
Zn
Zn
H2SO4
H2SO4
Baidu Nhomakorabea
原电池
①
H2SO4
②
电流表指针 是否偏转
偏转
不偏转
区别
两极材料不同
有两种活泼性不同的金
结论
属（或非金属）作电极
26
实验探究
A
Zn
Cu
③ A
Zn
Cu
④ A
13
演示探究
Zn
Cu
离子方程式
思考问题 寻找答案
组内交流 列 出想法
大量气泡从铜 实验现象 片逸出，锌片
稀H2SO4
部分溶解
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？
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。
内电路：阴离子移向负极，阳离 子移向正极，电流由负 极流向正极
e－
正极
23
6.原电池形成条件：两极一液一连线
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）。
15
[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
16
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念、前提
概念: 将化学能转化为电能的装置
2.前提: 能自发发生氧化还原反应
17
3.原电池的工作原理
能量转变 化学反应
原电池
将化学能直接转化为 电能
氧化还原反应中电子 转移 (负极失去电子 经过导线定向的流入 正极)
18
电极材料
电极反应式
发生的反应 原电池的电极
Zn片
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
负极
Cu片
2H++2e-
还原反应
总的离子反应方程式 =H2Z↑n+2H+=Zn2++H2↑
正极
19
锌铜原电池原理
电极 材料
现象
电子 得失
电极反应
原电池 的电极
Zn片
Zn片 溶解
失
Zn－2e-＝ Zn2+
负极
有气
Cu片 体产 得 2H+ + 2e-＝ 正极
6
一、化学能与电能的相互转化 1,火力发电原理及过程
燃烧
蒸汽
发电机
化学能 热能
机械能
电能
7
火力发电的原理分析。
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能
8
2、火力发电的化学深层本质分析
火力发电
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
引起
H2SO4
H2SO4
H2SO4
原电池
⑥组
偏转
不偏转
容器不同
两极相连形成闭合回路
29
例2
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
条件一：有活泼性不同的两种金属或非
金属
（不可以）
（不可以） 30
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
31
实验探究形成原电池的条件
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
② 电解质溶液 ③ 形成闭合电路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
24
25
Cu
Cu
H2SO4
HCl 酒精
A
A
C
⑤
Cu
Zn
A
Cu Zn
④
HCl Cu
A
试着说说原电池的构成有什么条件？
************************************************************************************* *************************************************************************************
生
H2↑
总的离子反应方程式
Zn+2H+＝
负极出电子，电Z子n回2+正+H极2↑
20
e-
- 负极
电流表
I 正极 +
Zn
Zn2+
H+
SO24 -
H+
H2
Cu
21
4.原电池化学反应本质： 氧化还原反应
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活 泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的 金属（正极）
22
5.电荷流向电流流向：
12
演示探究 Zn Cu
稀H2SO4
实验现象
原电池实验视频
锌表面有气泡 产生，铜表面 无明显现象
离子方程式
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
思考问题 寻找答案
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
2014年3月24日
1
2
直接从自然界取得的能源称为一次能源
水电站
3
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。
4
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
火电站
5
2001年我国发电总量构成图
火力发电占据绝大部分 什么是火力发电？ 火电站的工作原理如何?
14
演示探究 A
Zn
Cu
锌表面无气泡， 实验现象 铜表面有气泡，
电流表发生偏转。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转
思考问题 寻找答案
1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
组内交流 列出想法
化学能直接转化为电能
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。
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。
旧键断裂和新键形成、体系能量变化 9
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.
火力发电缺点:
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
10
？ 化学能
电能
11
化学能
电能 ？（看书P35页第二、三段，回答问题）
Zn
Cu
H2SO4
HCl
酒精
电流表指针 区别
结论
原电池
③
是否偏转 偏转
溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中
④ 不偏转
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实验探究
A
Zn
Cu
⑤
A
C
Cu
H2SO4
H2SO4
原电池
⑤
电流表指针 是否偏转
不偏转
区别
电极材料不同
结论
能自发地发生氧化还原反应
28
实验探究
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu
⑥
电流表指针 区别 结论
H2SO4
C Zn
②③
H2SO4 A
⑥
A
Zn Zn
H2SO4
H2SO4 Zn
A
①
Zn
实验探究
A
Zn
Cu
① A
Zn
C
② A
Zn
Zn
H2SO4
H2SO4
Baidu Nhomakorabea
原电池
①
H2SO4
②
电流表指针 是否偏转
偏转
不偏转
区别
两极材料不同
有两种活泼性不同的金
结论
属（或非金属）作电极
26
实验探究
A
Zn
Cu
③ A
Zn
Cu
④ A
13
演示探究
Zn
Cu
离子方程式
思考问题 寻找答案
组内交流 列 出想法
大量气泡从铜 实验现象 片逸出，锌片
稀H2SO4
部分溶解
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？
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。