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高一化学必修2第二章第二节化学能与电能课件


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电能(电力):二次能源 资料卡片:一次能源和二次能源

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)

1.我国煤炭资源丰富,廉价方便.

2.电能清洁安全,又快捷方便.
1.排出大量的温室效应气体

.
2.有废气可能导致酸雨

3.废料
4.废水

5.能量转换效率低

化学能

电能 ?(看书P35页第二、三段,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。 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。

1、初步了解原电池的概念、原理、组 成及应用。
2、通过实验探究从电子转移角度理解 化学能向电能转化的本质及原电池的 构成条件。

原电池原理
【实验一】 分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中, 观察现象。

原电池原理 【实验二】 再用导线把锌片和铜片连接起来, 观察铜片上有无气泡产生? 在导线中间接入一个电流表, 观察电流表的指针是否偏转?
A

原电池原理 一、原电池 1、定义:把化学能转变为电能的装置.

问题探究 你能找到原电池 的正负极吗?

“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

2、活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电 池的负极;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。

电极 材料 Zn片

现象

电子 得失

电极反应

原电池的电极

Zn片 失 溶解
有气 体产 生

Zn-2e-= Zn2+ 2H++ 2e-= H2↑

负极

Cu片



正极

总的离子反应方程式

Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑

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与一个西红柿(或一个苹果)进行实验.

Cu—Zn与两个西红柿进行实验.
Cu—Zn与橙汁进行实验.

电极材料
Zn—Zn Zn—石墨
Fe—Zn Cu—Zn Cu—Zn

介质 同一容器

现象

能否形成 原电池

稀 硫 酸
乙醇 一个西红柿

Cu—Zn Cu—Zn

两个西红柿 橙汁

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?

3、化学电池由正极、负极、电解质溶液以及容器组成。

4、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。 ②电解质溶液。 ③电极用导线相联构成闭合回路。 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)

6、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.
二、化学能与电能的相互转化

化学能

原电池
电解

电能

巩固练习
请同学们根据原电池的原理,指出下列 原电池的正极与负极分别是什么?写出电极 反应方程式和总反应方程式。

相同条件下,纯锌粒和粗锌粒与同浓度的 稀硫酸反应的速率一样吗?为什么?假如要 求你设计实验来证明你的观点,你的实验方 案是怎样的?证据和结论又是什么?

病例分析

病例分析

病例分析

你能为她开一个药方吗?

原电池分析
电极反应式的书写 总反应方程式的书写 化学电池的反应本质:氧化还原反应

原电池电极名称的确定方法 ①根据电极材料的性质确定。 通常是活泼金属是负极,不活泼金属、碳棒、 化合物是正极。 ②根据电极反应的本身确定。 失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极

思 考 题

请根据反应 3+ 2+ 2Fe + Fe = 3 Fe 设计原电池,你有哪些可行方案?
Fe-Cu FeCl3

Fe-C
Fe-Ag

Fe(NO3)3
Fe(SO4)3

练 习
把a、b、c、d四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,电流由d到c;a、c相连时, c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气 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 C.c > a > b .> d B. a > c > d > b D. b > d > c > a

三、发展中的化学电源

氢 氧 燃 料 电 池

1969年美国“阿波罗11号” 登月成功。飞船上使用的氢 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, H O 2 通入的气体由孔隙逸出,并 H 2 在电极表面放电。 1、a是 负 极,

a

b

O2
KOH溶液

b是 正
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电极反应式分别为:更多资源

2、氢气是燃料电池最简单的燃料,虽然使 用方便,却受到价格和来源的限制。常用的 燃料往往是某些碳氢化合物,如:甲烷、汽 油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成 的甲烷燃料电池中a极的电极反应式: , 此时电池内总的反应式 。


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