第二節(jié)化學(xué)能與電能

1、第二節(jié) 化學(xué)能與電能,第一課時,江西省南昌市第一中學(xué) 朱強國,2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖,火力81.2%,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,1 火力發(fā)電原理及過程,思考：火力發(fā)電的過程能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？,化學(xué)能（燃料）,,燃燒,熱能,,蒸汽,機械能（渦輪機）,,發(fā)電機,電能,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,【思考與交流】,火力發(fā)電有什么缺點,1.煤炭是非可再生資源，會造成能源危機,2.煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體,3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損

2、耗大，燃料的 利用率低,化學(xué)能　　　 電能,直接？,,,實驗一,將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。,現(xiàn)象：,解釋：,Zn片上有氣泡（H2）， Zn片逐溶解；Cu片無明顯現(xiàn)象。,Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑,,實驗二,將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。,現(xiàn)象：,解釋：,Zn片逐漸溶解但無氣泡；Cu片上有氣泡（H2）；電流計指針偏轉(zhuǎn)。,？,,G,指針偏轉(zhuǎn)，說明電

3、路中有電流通過，說明發(fā)生了電子定向移動。,Zn 比Cu活潑，用導(dǎo)線連在一起時，Zn片失去的電子（ Zn－2e－ = Zn2+）變成Zn2+進入溶液，電子經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片， 溶液中的H＋由于電場作用下移向Cu片得電子被還原成H2（2H+＋2e－ = H2 ↑）,【分析與討論】,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,1.原電池,（1）定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為原電池,（電源）,（2）規(guī)定：,,負(fù)極：,正極：,電子流出（或電流流進）的一極,電

4、子流進（或電流流出）的一極,1.原電池,（3）電極反應(yīng)：,負(fù)極,正極,Zn-2e-=Zn2+,2H++2e-=H2↑,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),Zn+2H+=Zn2++H2↑（兩個電極反應(yīng)之和）,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,1.原電池,（4）原理：,e-→,⊕,外電路：,內(nèi)電路：,陽離子→正極,陰離子→負(fù)極,這樣整個電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產(chǎn)生電流,一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,1.原電池,回憶思考：通過以上實驗想想原

5、電池是由哪幾部分組成的，構(gòu)成原電池的條件又有哪些,組成：兩電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液以及容器,構(gòu)成條件猜想：,,電極有關(guān)-----相同的電極材料,導(dǎo)線有關(guān)-----切斷導(dǎo)線,電解質(zhì)溶液有關(guān)-----非電解質(zhì),實驗探究:形成原電池的條件,,結(jié)論：,有兩種活動性不同的金屬作電極,不可,實驗探究:形成原電池的條件,,結(jié)論：,有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極,其中,較活潑的金屬作負(fù)極較不活潑的金屬、石墨等作正極,可以,實驗探究

6、:形成原電池的條件,,結(jié)論：,兩極相連形成閉合電路,不可,實驗探究:形成原電池的條件,,結(jié)論：,電極材料均浸入的是電解質(zhì)溶液,不可,實驗探究:形成原電池的條件,結(jié)論：,,一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),u,不可,（5）原電池組成條件,① 兩種活潑性不同的金屬（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如“碳棒”）作電極 其中較活潑金屬為負(fù)極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極（正極一般不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用）；特殊AI-Mg-NaOH是A

7、l作負(fù)極 ② 電解質(zhì)溶液 ③ 形成閉合回路 ④ 能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),兩極一液一連線,1.原電池,判斷原電池正、負(fù)極的方法,1、由組成原電池的兩極材料判斷：,,一般是活潑的金屬為負(fù)極活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極,2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：,電流是由正極流向負(fù)極；電子流動方向是由負(fù)極流向正極。,3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：,原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正

8、極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。,【歸納小結(jié)】,4、電極反應(yīng)現(xiàn)象．,不斷溶解，質(zhì)量減少為負(fù)極；有氣體產(chǎn)生,或質(zhì)量增加或不變?yōu)檎龢O,（6）原電池原理的應(yīng)用,①制作化學(xué)電源②加快反應(yīng)速率： 例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。③判斷金屬活動性的強弱④揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕,,Zn

9、 Cu,Fe C(石墨),Zn Cu,Zn Zn,Fe Cu,Si C(石墨),稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B

10、 C D,Zn Cu,稀H2SO4 酒精 稀H2SO4 E F G,√,√,√,習(xí)題一：,原

11、電池的判斷,1.某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu,原電池的工作原理,B,2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的 pH( )A.不 B先變大后變小 C逐漸變大 D.逐漸變小,C,習(xí)題二,,3.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同

12、時A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（ ）,A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4 B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸 C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液 D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液,D,習(xí)題二,原電池的工作原理,Fe,比Fe不活潑的金屬或石墨,CuSO4 、CuCl2等,負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：,4.請根據(jù)反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu設(shè)計原電池，你有哪

13、些可行方案?,Cu2+溶液,習(xí)題二,原電池的工作原理,習(xí)題三,5.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為( ) A．a(chǎn) > b > c > d B．a(chǎn) > c > d > b C．c >