人教版化学必修二《化学能与电能》课件.ppt

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1、化学能与电能,第一课时,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,学习目标：1.了解化学能与电能之间的相互转化关系2.初步认识原电池的概念、原理、组成条件、电极名称、电极反应和总反应及原电池的应用。3.通过反应物之间电子转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原的本质的拓展和应用。重点：原电池的概念、原理、组成及应用难点：原电池的原理、组成条件、电极反应和总反应。,水电站,直接从自然界取得的能源称为一次能源,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、化学能转化为电能,2、火力发电的化学深层本质分析,燃烧

2、,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,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：

3、导线中有电流通过,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,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。,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,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,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,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

4、：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）,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,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。,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,C,H2SO4,

5、（不可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,条件一：有活泼性不同的两种金属或非金属,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,（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,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,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）,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,3.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

6、,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。,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,4.原电池原理的应用,制作化学电源加快反应速率：例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课

7、件,防止钢铁腐蚀：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后，使Fe成为原电池的正极而得到保护。,钢铁的析氢腐蚀：负极：Fe 2e-=Fe2+正极：2H+2e-=H2,钢铁的吸氧腐蚀：负极：2Fe 4e-=2Fe2+正极：2H2O+O2+4e-=4OH-,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,化学能与电能,第二课时,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,复习回忆,1.简述原电池的工作原理；,氧化还原反应中，还原剂和氧化剂之间通过外电路间接地进行电子转移：在负极,物质失去电子发生氧化反应；电子通过

8、导体经外电路由负极传导至正极；在正极,物质得到电子发生还原反应；电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,2、简述构成原电池必要条件；,（1）两个电极,（2）电解质溶液,（3）形成闭合回路,两极一液成回路,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,1）化学电池有三大类型：、.,一次性电池 二次电池 燃料电池,2）特点：一次电池：不可充电，如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）二次电池：可循环利用，放电过程是将 能转化为 能；充电过程是将 能转化为 能。燃料电

9、池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，最理想的燃料是。,（1）产物为水，无污染（2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多（3）来源广,化学 电,电 化学,H2,二、发展中的化学电源,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,二、常见的化学电池,1.干电池(一次性电池),电极:Zn为负极,碳棒为正极,电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊,另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。,电极方程式：,负极(Zn):Zn2e-Zn2,正极(C)：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,(1)锌锰干电池,人教版化学必修二化学

10、能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,(2)碱性锌锰干电池,随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解质溶液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,2、铅蓄电池（二次电池）,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,铅蓄电池:电极：Pb为负极,PbO2为正极.电解液:30%的H2SO4溶

11、液 电极反应式:放电时：为原电池 负极(Pb)：PbSO42-2e-PbSO4 正极(PbO2)PbO24HSO422e-PbSO42H2O总电池反应:PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,3、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。,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,人教版化学必修二化学能与电能PPT课件,4、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。,氢

12、氧燃料电池工作原理,氢氧燃料电池电极:Pt制作的惰性电极反应原理:a.电解质溶液:KOH溶液负极:正极:总反应：b.电解质溶液:HCl(盐酸)负极:正极:总反应：,2H2+4OH4e-4H2O,O22H2O 4e-4OH,2H2O22H2O,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,2H2O22H2O,银锌电池,Zn为负极,Ag2O为正极 电解液:KOH溶液电极反应式:负极:Zn2OH2e-Zn(OH)2 正极:Ag2OH2O2e-2Ag2OH总反应式:ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2,氢氧燃料电池：2H2O22H2O,银锌电池：ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2,铅蓄电池：,