高一化学必修化学能与电能PPT课件
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)。
一、化学能与电能的相互转化 （一）、火力发电
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.
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
思考：假设你是电力工程师，面对这 些巨大的浪费，你会如何应对呢？
• （2010广东理综卷）23.铜锌原电池（如图9）工作 时，下列叙述正确的是
A 、正极反应为： Zn—2e- =Zn2+ B、电池反应为： Zn+Cu2+=Zn2+ +CU C、 在外电路中， 电子从负极流向正极 D、 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
解析：Zn是负极，故A错； 电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确； 根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正 极，故C正确； 在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。 答案：BC
实验探究
请你先预测下列实验的现象，再动手 实验，观察现象。
实验1
实验2
•将铜片放入稀硫酸 • 用导线将锌片、铜片连接起来
•将锌片放入稀硫酸 • 在导线中间接入一个电流表
A
Cu
Zn
Cu
Zn
H2SO4
H2SO4
在锌片表面有气泡
铜片表面没有气泡
铜片表面也出现气泡 电流计指针偏转
小组讨论
为什么铜片上也有气泡？ 为什么电流计的指针会偏转？
根据现象判断（溶解-负极；增重或有气泡-正极） 根据电极材料（活泼金属-负极；不活泼或非金属-正极） 根据电极发生的反应（氧化反应-负极；还原反应-正极） 根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，
电流流入-负极； 电子流入，电流流出-负极-正极） 根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路） （阴离子移向-负极；阳离子移向-正极）
以上组合哪些可以组成原电池 3,4,6,8
病例分析
病例分析
病例分析
你能为她开一个药方吗？
实践活动 自制电池——水果电池。如下图：
第二节 化学能与电能(2)
原电池
病例分析
由以上的病例，你能的得到怎样的启示呢？
如何判断原电池，以及 原电池的正负极
原电池原理的应用 发展中的化学电源
如何判断原电池，以及原电池的正负极？
＊根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 正极总是得电子发生还原反应。
实验探究:形成原电池的条件
结论： 电极材料均浸入电解质溶液中
实验探究:形成原电池的条件 结论： 两极相连形成闭合电路
3.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池
⑴ Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag ⑵ 2Fe3++Fe=3Fe2+
( Zn∣AgNO3∣C ) ( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
5. 原电池的应用
(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。 (2)比较金属活动性强弱。
例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 （C） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
“负极出电子， 电子回正极”
必发生 失电子
的 氧化反应
必发生 得电子
的 还原反应
原电池
较活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原 电池的负极；
较不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线 路提供的电子→原电池的正极。
ห้องสมุดไป่ตู้
判断原电池正、负极的方法
＊由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知
1.下列装置中能组成原电池的是( C )
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
2. 如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在
盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4 溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式
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 ？
燃烧是使化学能转化为电能的关键
1、燃烧的本质？
氧化还原反应
2、氧化还原反应的本质是什么？
电子的转移
3、电子是如何转移的？
还原剂把电子转移给氧化剂
电极 材料
Zn片
现象 电子 得失
Zn片 溶解
失
电极反应
原电池的电极
Zn－2e-＝ Zn2+ 负极
Cu片 有气 体产 生
得 2H++ 2e-＝ H2↑
正极
总的离子反应方程式 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
（二）、化学能直接转化为电能的 原理与装置
1、原电池定义:把化学能转变为电能 的装置.
③ 两极相连形成闭合电路。
④有一个自发的氧化还原反应
原电池设计思路：
①放能量的氧化还原反应（放热反应） ② 通常须两活性不同的电极 ③ 电解质溶液 ④ 还原剂在负极失电子，发生氧化反 应；氧 化剂在正极得电子,发生还原反应．
例1 1,Zn—Zn与稀硫酸进行实验. 3,Zn—石墨与稀硫酸进行实验. 4,Fe—Zn与稀硫酸进行实验. 5,Cu—Zn与乙醇进行实验. 6,Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验. 7,Cu—Zn与两个西红柿进行实验. 8,Cu—Zn与橙汁进行实验.
实验探究:形成原电池的条件
u
结论： 一个自发进行的氧化还原反应
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
（不可以）
（不可以）
思考与交流 通过以上实验和探究，试说明化学电池 由几部分组成，它的组成条件是什么？
2、 总结归纳原电池的构成条件：
① 有两种活动性不同的金属（或非金属导体） 作电极。 ② 电极材料均插入电解质溶液中。
思考：
• 判断这个电池的正极、负极，指出电流 的方向、电子的流动方向。
• 从微观角度分析：在什么位置发生了什 么化学变化？你能用化学语言表示吗。
铜片
锌片
正极
负极
电子流入
得电子
2H +2e-
+
还原反应
Cu
H2↑
电子流出
Zn 失电子
Z -2e-
Zn2+
e-
H2SOn4氧化反应
总反应式： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
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.
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
思考：假设你是电力工程师，面对这 些巨大的浪费，你会如何应对呢？
• （2010广东理综卷）23.铜锌原电池（如图9）工作 时，下列叙述正确的是
A 、正极反应为： Zn—2e- =Zn2+ B、电池反应为： Zn+Cu2+=Zn2+ +CU C、 在外电路中， 电子从负极流向正极 D、 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
解析：Zn是负极，故A错； 电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确； 根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正 极，故C正确； 在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。 答案：BC
实验探究
请你先预测下列实验的现象，再动手 实验，观察现象。
实验1
实验2
•将铜片放入稀硫酸 • 用导线将锌片、铜片连接起来
•将锌片放入稀硫酸 • 在导线中间接入一个电流表
A
Cu
Zn
Cu
Zn
H2SO4
H2SO4
在锌片表面有气泡
铜片表面没有气泡
铜片表面也出现气泡 电流计指针偏转
小组讨论
为什么铜片上也有气泡？ 为什么电流计的指针会偏转？
根据现象判断（溶解-负极；增重或有气泡-正极） 根据电极材料（活泼金属-负极；不活泼或非金属-正极） 根据电极发生的反应（氧化反应-负极；还原反应-正极） 根据电子流向或电流方向（外电路）（电子流出，
电流流入-负极； 电子流入，电流流出-负极-正极） 根据溶液中阴阳离子的移动方向（内电路） （阴离子移向-负极；阳离子移向-正极）
以上组合哪些可以组成原电池 3,4,6,8
病例分析
病例分析
病例分析
你能为她开一个药方吗？
实践活动 自制电池——水果电池。如下图：
第二节 化学能与电能(2)
原电池
病例分析
由以上的病例，你能的得到怎样的启示呢？
如何判断原电池，以及 原电池的正负极
原电池原理的应用 发展中的化学电源
如何判断原电池，以及原电池的正负极？
＊根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应， 正极总是得电子发生还原反应。
实验探究:形成原电池的条件
结论： 电极材料均浸入电解质溶液中
实验探究:形成原电池的条件 结论： 两极相连形成闭合电路
3.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池
⑴ Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag ⑵ 2Fe3++Fe=3Fe2+
( Zn∣AgNO3∣C ) ( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
5. 原电池的应用
(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。 (2)比较金属活动性强弱。
例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 （C） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
“负极出电子， 电子回正极”
必发生 失电子
的 氧化反应
必发生 得电子
的 还原反应
原电池
较活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原 电池的负极；
较不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线 路提供的电子→原电池的正极。
ห้องสมุดไป่ตู้
判断原电池正、负极的方法
＊由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知
1.下列装置中能组成原电池的是( C )
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
2. 如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在
盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4 溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式
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 ？
燃烧是使化学能转化为电能的关键
1、燃烧的本质？
氧化还原反应
2、氧化还原反应的本质是什么？
电子的转移
3、电子是如何转移的？
还原剂把电子转移给氧化剂
电极 材料
Zn片
现象 电子 得失
Zn片 溶解
失
电极反应
原电池的电极
Zn－2e-＝ Zn2+ 负极
Cu片 有气 体产 生
得 2H++ 2e-＝ H2↑
正极
总的离子反应方程式 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
（二）、化学能直接转化为电能的 原理与装置
1、原电池定义:把化学能转变为电能 的装置.
③ 两极相连形成闭合电路。
④有一个自发的氧化还原反应
原电池设计思路：
①放能量的氧化还原反应（放热反应） ② 通常须两活性不同的电极 ③ 电解质溶液 ④ 还原剂在负极失电子，发生氧化反 应；氧 化剂在正极得电子,发生还原反应．
例1 1,Zn—Zn与稀硫酸进行实验. 3,Zn—石墨与稀硫酸进行实验. 4,Fe—Zn与稀硫酸进行实验. 5,Cu—Zn与乙醇进行实验. 6,Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验. 7,Cu—Zn与两个西红柿进行实验. 8,Cu—Zn与橙汁进行实验.
实验探究:形成原电池的条件
u
结论： 一个自发进行的氧化还原反应
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
（不可以）
（不可以）
思考与交流 通过以上实验和探究，试说明化学电池 由几部分组成，它的组成条件是什么？
2、 总结归纳原电池的构成条件：
① 有两种活动性不同的金属（或非金属导体） 作电极。 ② 电极材料均插入电解质溶液中。
思考：
• 判断这个电池的正极、负极，指出电流 的方向、电子的流动方向。
• 从微观角度分析：在什么位置发生了什 么化学变化？你能用化学语言表示吗。
铜片
锌片
正极
负极
电子流入
得电子
2H +2e-
+
还原反应
Cu
H2↑
电子流出
Zn 失电子
Z -2e-
Zn2+
e-
H2SOn4氧化反应
总反应式： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑