化学能与电能课件

阅读教材39-40页回答下列问题1、何为一次能源、二次能源？2、电能是一次能源还是二次能源？3、根据2001年我国发电总量构成图，我国（）发电居于首位。4、火力发电的原理是什么？其关键是什么？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火力发电的化学深层本质分析燃烧氧化还原反应氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火力发电将化学能经一系列能量转化为电能旧键断裂和新键形成、体系能量变化过程关键本质本质引起稀硫酸ZnCu将一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中，有什么现象？写出有关反应的离子方程式。稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnCu现象(3)电流表指针有偏转(2)铜片上有气泡产生(1)锌片不断溶解ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+总反应：2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑（氧化反应）（还原反应）锌片：铜片：Cu-Zn原电池：负极：正极：怎样才能构成一个原电池呢？稀硫酸CuCu（B）（C）稀硫酸ZnC稀硫酸ZnZn（D）活泼性不同的两种金属(或金属与非金属导体或氧化物)做电极前提条件：能自发的进行氧化还原反应稀硫酸CuC（A）酒精ZnCu（D）（E）硫酸铜溶液ZnCu两电极相连放在电解质溶液中，形成闭合回路。稀硫酸稀硫酸CuZn（G）（F）稀硫酸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③根据电子或电流流动方向（外电路）：电子从负极流出沿导线流入正极电流从正极流出沿导线流入负极ee④根据离子的定向移动（内电路）阳离子向正极移动阴离子向负极移动⑤根据离子方程式判断Fe+2H+=Fe2++H2（负极）（在正极）稀硫酸将Zn片、Cu片上端连接插入稀硫酸中，可以形成原电池吗？原电池原理的应用：1.加快反应速率2.判断金属活动性3.广泛应用于制造各种化学电源1．锌锰干电池(1)结构：锌锰干电池是以锌筒为极，石墨棒为极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作。(2)原理：锌锰电池是电池，放电之后充电，内部的氧化还原反应是的。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。常见的化学电源[导学导练]负正电解质一次性不能不可逆负极：Zn–2e-=Zn2+正极：2NH4++2e-=2NH3+H2总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H22MnO2+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，污染大干电池（负极）（正极）锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等干电池结构及电极反应原理基础知识学习核心要点透析随堂对点练习(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的。改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成性锌锰电池。腐蚀防漏碱基础知识学习核心要点透析随堂对点练习2．充电电池(1)充电电池又称电池。充电电池在放电时所进行的反应，在充电时又进行，重新转化为，使充电、放电可在一定时间内循环进行。二次氧化还原逆向生成物反应物（1）铅蓄电池最早使用的充电电池正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。2.充电电池（又称二次电池，能够重复）总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+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2、铅蓄电池（1）铅蓄电池2.充电电池（又称二次电池，能够重复）负极：负极反应：正极：正极反应：Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPbPbO2铅蓄电池充电和放电的总反应式：Pb+PbO2+H2SO42PbSO4+2H2O放电充电（2）镍镉充电电池：它是一种体积小，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用500次以上。它以Cd为负极，NiO(OH)为正极，KOH为电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，但有毒（镉致癌），废旧电池要回收处理，防止污染环境。2NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2充电放电写出电极反应式负极(Cd)正极(NiO（OH))Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)22NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。优点：质量轻、电压高、工效高和贮存寿命长。用途：用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上，及火箭、导弹等的动力电源。3.锂电池负极：Li－e-＝Li＋正极：MnO2＋Li＋＋e-＝LiMnO2总反应：Li＋MnO2＝LiMnO2新一代可充电的绿色电池。废电池对环境的危害•电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃废电池会对环境造成严重的污染。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。基础知识学习核心要点透析随堂对点练习3．燃料电池(1)燃料电池是通过与分别在两个电极上发生反应，将能直接转化为能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率、能量转化率。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物，而是由外设装备提供和等,同时将电极反应产物不断排出电池。电池起着类似于试管、烧杯等反应器的作用。燃料氧化剂氧化还原化学电高高不是储存在电池内部燃料氧化剂基础知识学习核心要点透析随堂对点练习（3）燃料电池氢氧燃料电池结构氢氧燃料电池：负极：2H2＋4OH—－4e—＝4H2O（氧化反应）正极：O2＋2H2O＋4e—＝4OH—（还原反应）总反应：2H2＋O2＝2H2O练习：下列装置哪些可以形成原电池?AAAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFe陶瓷FeCuSiC(石墨)稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4稀H2SO4ABCDZnCuA稀H2SO4CuSO4溶液酒精稀H2SO4EFGH练习1：判断原电池的正负极AAMgAlFeCuFeCu稀H2SO4NaOH溶液稀HNO3浓HNO3ABCDMgAlAAH2SO4(aq)CuSO4(aq)ZnCu负极():.正极():.总反应式:.负极():.正极():.总反应式:.练习2：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.AgFeZnZn－2e-=Zn2+CuCu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++CuFeFe－2e-=Fe2+Ag2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑Ie-e-I练习3：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：()A．abcdB．acdbC．cab.dD．bdcaB请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。1、电解液：。2、电极材料：正极，负极。3、电极反应式：负极:.正极:.1、电解液：硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液2、电极材料：负极：铁，正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属拓展：Fe－2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu思考题请根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案?Fe-CuFeCl3Fe-CFe(NO3)3Fe-AgFe(SO4)3①Al作____极,②Cu作____极电极反应式是：负极___________________正极___________________总反应式_____________________四、原电池电极反应式的书写[例题2]Al和Cu作电极所构成的原电池,电解质溶液为稀硫酸负正2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑[例题3]Al和Cu作电极所构成的原电池,电解质溶液为浓硝酸①Al作____极②Cu作____极电极反应式是：负极___________________正极___________________总反应式_______________________Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O正负2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2OCu-2e-=Cu2+①找出反应原理。写出化学方程式。②利用氧化还原反应知识，找出氧化剂、还原剂和电子转移数。负极：还原剂－ｎｅ－＝氧化产物正极：氧化剂＋ｎｅ－＝还原产物③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。四、电极反应方程式书写：正极反应式+负极反应式===电池的总反应式补充：原电池电极反应式的书写燃料电池的电极反应式书写规律:①写出燃烧反应的化学方程式；②根据电解液改写燃料电池总反应；③写出负极的电极反应式(一般较简单);④由燃料电池总反应减去负极的电极反应式得正极的电极反应式。变式：如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液,则电极反应式分别为:2H2—4e一=4H+O2+4e一+4H+=2H2O补充：燃料电池电极反应式的书写负极:正极:（总反应式：2H2+O2===2H2O）