高中化学课件必修二《第二章 第二节 化学能与电能 第一课时》 30页

第一课时 化学能转化为电能 化学能与电能 不比基础比进步，不比智力比努力。 学科网 水电站 直接 从自然界 取得 的能源称为 一次能源 ( 如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿 ) 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。 一次能源 经加工、转换 得到的能源称为 二次能源 如电力、蒸汽等 学科网 化学能　　 热能　　 机械能　　 电能 燃烧 蒸汽 发电机 一、化学能与电能的相互转化 1 、火力发电 发电量首位 【 思考与交流 】 火 力 发 电 有 什 么 缺 点 1. 煤炭是非可再生资源，会造成能源危机 2. 煤炭燃烧会产生污染性气体 3. 经多次转换，能量损耗大，燃料的 利用率低 化学能　　　 电能 　 直接？ 实验一 将铜片和锌片分别插入稀硫 酸溶液中，观察现象并解释原因。 稀 H 2 SO 4 Zn Cu 现象： 解释： Zn 片上有气泡（ H 2 ）， Zn 片逐溶解； Cu 片无明显现象。 Zn + 2H + == Zn 2+ + H 2 ↑ 实验二 将铜片和锌片用导线连接插 入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 稀 H 2 SO 4 Zn Cu 现象： 解释： Zn 片逐渐溶解但无气泡； Cu 片上有气泡（ H 2 ）； 电流计指针偏转 。 G 学科网 指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。 Zn 比 Cu 活泼，用导线连在一起时， Zn 片失去的电子（ Zn － 2e － = Zn 2+ ）变成 Zn 2+ 进入溶液，电子经导线流向 Cu 片， 溶液中的 H ＋ 由于电场作用下移向 Cu 片得电子被还原成 H 2 （ 2H + ＋ 2e － = H 2 ↑ ） 【 分析与讨论 】 一、化学能转化为电能 1. 原电池 （ 1 ） 定义 ： 将化学能直接转变成电能的装置，称为 原电池 （ 2 ） 规定 ： 负极： 正极： 电子流出的一极 电子流进的一极 1. 原电池 （ 3 ） 电极反应 ： Zn Cu 稀硫酸 A 电极材料 原电池正负极 电极反应式 发生的反应 Zn 片 Cu 片 总的离子反应方程式 负极 正极 Zn-2e - =Zn 2+ 2H + +2e - =H 2 ↑ 氧化反应 还原反应 Zn+2H + =Zn 2+ +H 2 ↑ （两个电极反应之和） 一、化学能转化为电能 一、化学能转化为电能 1. 原电池 （ 4 ） 原理 ： e - ↑ e - → e - ↓ ⊕ _ 外电路： 内电路： 阳离子→正极 阴离子→负极 负极→正极 e- 这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流 回忆思考： 通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些 组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器 构成条件猜想 ： 电极有关 ----- 相同的电极材料 导线有关 ----- 切断导线 电解质溶液有关 ----- 非电解质 实验探究 : 形成原电池的条件 不可 可以 结论： 有活泼性不同的两种金属作电极 或一种金属一种是非金属导体 其中 较活泼的金属作负极 较不活泼的金属或非金属作正极，如：石墨 实验探究 : 形成原电池的条件 结论： 形成闭合电路 不可 实验探究 : 形成原电池的条件 结论： 有电解质溶液 不可 实验探究 : 形成原电池的条件 结论： 一自发进行的氧化还原反应 u 不可 病 例 分 析 病 例 分 析 病 例 分 析 你能为她开一个药方吗？ （ 6 ）原电池原理的应用 ① 制作化学电源 ②加快反应速率： 例如，实验室制 H 2 时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量 CuSO 4 以加快反应速率。 ③判断金属活动性的强弱 判断原电池正、负极的方法 1 、由组成原电池的两极材料判断： 一般活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极 2 、根据电流方向或电子流动方向判断： 电流由正极流向负极； 电子是由负极流向正极。 3 、根据原电池两极发生的变化来判断： 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。 4 、 电极反应现象． 不断溶解（变细），质量减少为负极；有气体产生 , 或质量增加（变粗） 例题 1 ： 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， D 上产生大量气泡； A 、 C 相连时，电流由 C 经导线流向 A ； B 、 D 相连时，电子由 D 经导线流向 B ， 则此四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）① A ＞ B ＞ C ＞ D ② A ＞ C ＞ D ＞ B ③ C ＞ A ＞ B ＞ D ④ B ＞ A ＞ C ＞ D ② A ＞ B C ＞ D A ＞ C D ＞ B 试一试 2 、 判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式 . ① ② ③ ( × ) ( × ) ( ∨ ) 2H + +2e - ＝ H 2 ↑ 负极： 总反应： 正极 ： Zn － 2e - ＝ Zn 2+ Zn+2H + ＝ Zn 2+ +H 2 ↑ ⑤ ④ ( ∨ ) ( ∨ ) 负极 ： 正极 ： 总反应 ： 正极： 负极 ： 总反应： Zn － 2e - ＝ Zn 2+ 2H + +2e - ＝ H 2 ↑ Zn+2H + ＝ Zn 2+ +H 2 ↑ Fe － 2e - ＝ Fe 2+ Cu 2+ +2e - ＝ Cu Fe+Cu 2+ ＝ Fe 2+ +Cu 3 、一个原电池的总反应的离子方程式是 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu ，该反应的原电池的组成正确的是（ ） A B C D 正极 Zn Ag 石墨棒 Cu 负极 Cu Cu Zn Zn 电解质溶液 CuCl 2 H 2 SO 4 CuSO 4 FeCl 2 C 4. 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 CuSO 4 溶液，片刻后可观察到的现象是 5 。 试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池 ⑴. Zn + 2AgNO 3 =Zn(NO 3 ) 2 +2Ag ⑵. 2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ( 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； 6 、如图装置，电流表 G 发生偏转，同时 A 极逐渐变粗， B 极逐渐变细， C 为电解质溶液，则 A 、 B 、 C 应是下列各组中的哪一组（ ） A 、 A 是锌， B 是铜， C 为稀 H 2 SO 4 B 、 A 是铜， B 是锌， C 为稀硫酸 C 、 A 是铁， B 是银， C 为 AgNO 3 溶液 D 、 A 是 Ag ， B 是铁， C 为 AgNO 3 溶液 A C A B D