高一化学必修2第二章第二节《化学能与电能》课件.ppt

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1、第二节 化学能与电能,课时1,目标：1、掌握化学能转化为电能的装置-原电池的构成条件2、掌握原电池的原理3、掌握原电池原理应用,什么是一次能源？举例：什么是二次能源？举例：,学科网,课本 P39,蒸汽,电能,石油,天然气,原煤,一次能源：直接从自然界取得的能源。,二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源。,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。,一、化学能与电能的相互转化,我国2001年发电总量构成图,估计到2050年前后，这种比率会有所变化，但火电仍将居于首位。,什么是火力发电？火电站的工作原理如何?P40,火力发电的原理,化学能 热能 机械能 电能,

2、化石燃料燃烧,水汽化为蒸汽,推动发电机发电,1.火力发电,火电的优缺点,优点：化学能经过一系列能量转化最终转变安全洁净电能。资源丰富。缺点：能量转化环节多，能量利用率低。污染环境。,能否找到一种装置,把化学能直接转化为电能?,2.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,学科网,思考：什么样的化学反应才具备将化学能转化为电能呢？请说明原因。,能自发发生氧化还原反应是形成原电池的前提.,问题 P40,要将氧化还原反应中释放的能量直接转化为电能，所要解决的第一个问题是什么？若氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行，那么怎样架设桥梁使电子从还原区域转移到氧化区域？怎样知道所架设

3、的桥梁中有电子流过，即产生电流呢？,使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行,用导线使两区域形成闭合回路,用电表或用电器测量,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。,现象：,解释：,Zn片上有气泡，Zn片逐渐溶解；Cu片无明显现象。,Zn+2H+=Zn2+H2,实验二,将铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象得出结论。,现象：,结论：,Zn片逐渐溶解；Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。,G,有电流产生，将化学能转化为电能,（2）原电池原理,负极,正极,Zn-2e-=Zn2+,2H+2e-=H2,氧化反应,还原反应,Zn+2H+=Zn2+H2（两个电极反应之

4、和）,学科网,外电路,内电路,阳离子,阴离子,还原剂失电子、发生氧化反应,氧化剂得电子、发生还原反应,一般电极溶解质量减轻,一般有氢气或不活泼金属产生,负极,正极,e-,实验探究二：构成原电池的条件,构成条件一：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。,第一组实验,(形成电势差),构成条件二：要有电解质溶液,第二组实验,(提供导电的离子),第三组实验,构成条件三：必须形成闭合回路,（3）原电池组成条件,有两活泼性不同的电极 一般较活泼金属为负极,较不活泼金属或石墨为正极 电解质溶液(提供导电的离子)形成闭合回路,前提:能自发发生氧化还原反应,Zn Cu,Fe C(石墨),Zn

5、 Cu,Zn Zn,Fe Cu,稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C D,Zn Cu,稀H2SO4 酒精 硝酸银溶液 E F G,Fe Cu,练习：判断下列装置能发生原电池反应的是,学科网,原电池的基本原理,负极：活泼电极上还原剂发生氧化反应，流出电子，电解液中的阴离子向其靠近。正极：不活泼电极上氧化剂发生还原反应，得到电子，电解液中的阳离子向其靠近。反应本质：氧化还原反应能量变化：化学能电能,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,2、根据电流方向或电子流动方向或离子移动方向判断：,电子由负极流向正极。阳离子靠近的是正极，阴离子靠近的是负极。,3、根据原电池两极发生的变化来判断：,负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应。,【归纳小结】,4、电极反应现象,不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极,练习:写电极反应方程式,作业：P45 1、2、4,学科网,学科网,