化学：2.2《化学能与电能》ppt课件.ppt

第二节 化学能与电能,2010年3月24日,水电站,直接从自然界取得的能源称为一次能源,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。,火电站,一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源,1,火力发电原理及过程,燃烧,蒸汽,发电机,一、化学能与电能的相互转化,火力发电的原理分析。,2、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,实验 原电池原理探究,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。,Zn2+,+,负极,正极,-,Zn,Cu,电流表,实验现象：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。,实验结论：导线中有电流通过,演示探究,Cu起传导电子的作用。可用电流表测电流及方向。,Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2,大量气泡从铜片逸出，锌片部分溶解,1.H+得到的电子是Cu失去的吗？2.在这个过程中Cu起什么作用？3.你怎样才能知道导线中有电子通过？,演示探究,化学能直接转化为电能,1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？2.你认为这个过程能量是如何转化的？,锌表面无气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。,定义：能把化学能转变为电能的装 置，叫做原电池。,原电池的电极,构成原电池的条件,有两种活动性不同的金属（或非金属单质） 作电极电极材料均插入电解质溶液中两极相连形成闭合电路,原电池化学反应本质：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）,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,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。,锌片插入稀硫酸中，被腐蚀。（化学腐蚀）,锌片在锌,铜（稀硫酸）原电池中作为负极，也被腐蚀。（电化学腐蚀）,哪个更快？,原电池的负极被腐蚀得更快。,分析锌,铁（稀硫酸）原电池中的电极反应。,你感受到作为正极，铁被保护了吗？,原电池的金属正极被保护。,原电池设计思路：,释放能量的氧化还原反应（放热反应）, 通常须两活性不同的电极, 电解质溶液, 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,化学能与电能的相互转化,原电池,“负极出电子，电子回正极”,2、变化: 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。,小结：原电池1、定义:把化学能转变为电能的装置.,必发生失电子的氧化反应,必发生得电子的还原反应,4、原电池的构成条件,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。电解质溶液。电极用导线相联构成闭合回路。,3、化学电池的组成:正极、负极、电解质溶液以及容器。,5,原电池化学反应本质： 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）,氧化还原反应,C,H2SO4,（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,例2,条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属,（可以）,（不可以）,形成条件二：电极需插进电解质溶液中；,实验探究形成原电池的条件,实验探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,6,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,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。,二、发展中的化学电源,锂电池,锂是密度最小的金属，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。,干电池,碱性电池,1、干电池结构及电极反应原理,汽车用蓄电池,锂离子电池,锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。,新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,其他电池,空气电池,