高二化學(xué)電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化.ppt

一 .化學(xué)能通過加熱轉(zhuǎn)化為電能 化學(xué)能 燃燒 熱能 蒸汽 機(jī)械能 發(fā)電機(jī) 電能 化石燃料 離子方程式 思考問題 尋找答案 你對(duì)問題 3的想法 稀 H2SO4 Zn Cu 鋅表面有氣泡 產(chǎn)生，銅表面 無明顯現(xiàn)象 1.反應(yīng)中，哪種物質(zhì)失電子，哪種物質(zhì)得電子？ 2.Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中 H+的？ 3.什么方法可使 Zn與 H+分開，不讓 H+直接在 Zn表 面得電子？ 演示探究 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 用導(dǎo)線將鋅表面的電子引出來 Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 離子方程式 思考問題 尋找答案 組內(nèi)交流 列出想法 演示探究 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 Cu起傳導(dǎo)電子的作用。 可用電流表測(cè)電流及方向。 Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2 稀 H2SO4 Zn Cu 大量氣泡從銅 片逸出，鋅片 部分溶解 1.H+得到的電子是 Cu失去的嗎？ 2.在這個(gè)過程中 Cu起什么作用？ 3.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子通過？ 解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 思考問題 尋找答案 組內(nèi)交流 列出想法 演示探究 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 1.電子從 Zn到 H+經(jīng)歷了哪些途徑？ 2.你認(rèn)為這個(gè)過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 鋅表面無氣泡， 銅表面有氣泡， 電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 電子由 Zn 導(dǎo)線 銅片 H+ 定向移動(dòng) 產(chǎn)生電流，故電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) A Zn Cu 稀 H2SO4 上 一 頁 Cu 二 .化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 1.原電池的概念 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 請(qǐng)你們根據(jù)Zn -C -稀 硫酸原電池的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 完成上表 上 一 頁 Cu 電極材料 電極反應(yīng)式 發(fā)生的反應(yīng) 原電池的電極 Zn片 Cu片 總的離子反應(yīng)方程式 Zn-2e-=Zn2+ 2H+2e-=H2 Zn+ 2H+=Zn2+H2 負(fù)極 正極 還原反應(yīng) 氧化反應(yīng) 請(qǐng)你們根據(jù)Zn -C -稀 硫酸原電池的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 完成上表 你是如何判定裝置的正、負(fù)極？ 思考與交流 正極 負(fù)極 電子流入的極 不活潑電極 發(fā)生還原反應(yīng) 電子流出的極 較活潑電極 發(fā)生氧化反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)探究 A Zn Cu H2SO4 A Zn C H2SO4 A Zn Zn H2SO4 A Zn Fe H2SO4 A Cu Cu H2SO4 原電池 電流表指針 偏轉(zhuǎn) 區(qū)別 結(jié)論 不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) 兩極材料不同 有兩種活潑性不同的金 屬（或非金屬）作電極 不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) 實(shí)驗(yàn)探究 A Zn Cu H2SO4 A Zn Cu 酒精 A Zn Cu HCl 原電池 電流表指針 偏轉(zhuǎn) 區(qū)別 結(jié)論 不偏轉(zhuǎn) 溶液不同 電極材料均插入 電解質(zhì)溶液中 偏轉(zhuǎn) 電流表指針 - 組 偏轉(zhuǎn) 區(qū)別 結(jié)論 不偏轉(zhuǎn) 容器不同 兩極相連形成閉合電路 實(shí)驗(yàn)探究 A Zn Cu H2SO4 Zn H2SO4 A Cu H2SO4 1.有兩種活潑性不同的金 屬（或非金屬）作電極 3.兩極相連形成閉合電路 2.電極材料均插入 電解質(zhì)溶液中 兩極 一液 一連線 3.原電池的構(gòu)成條件 間接： 直接： 化學(xué)能 燃燒 熱能 蒸汽 機(jī)械能 發(fā)動(dòng)機(jī) 電能 裝置 原電池 概 念 構(gòu) 成 條 件 工 作 原 理 1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是 ( ) C A Zn Cu H2SO4 Cu Zn A 酒精 A B Zn H2SO4 A Cu H2SO4 C D A Cu Cu H2SO4 2.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬 與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是 ( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu B 3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)， 電解質(zhì)溶液的 PH( ) A.不變 B先變大后變小 C逐漸變大 D.逐漸變小 C 4.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(shí)， a為 負(fù)極； c、 d相連時(shí)，電流由 d到 c； a、 c相連時(shí)， c極上產(chǎn)生大量氣泡， b、 d相連時(shí)， b上有大量 氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱 的為 ( ) A a b c d B a c d b C c a b . d D b d c a B 5.一個(gè)電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 該反應(yīng)的的原電池正確組合是 （ ） C A B C D 正極 Zn Cu Cu Fe 負(fù)極 Cu Zn Zn Zn 電解質(zhì)溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl 科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計(jì)的心臟起搏器的電池是 以 Pt和 Zn為電極材料 ， 依靠人體內(nèi)液體中含有一定 濃度的溶解氧 、 H+和 Zn2+進(jìn)行工作 ， 回答下列問 題 （ 1）負(fù)極材料是 _ 電極反應(yīng)式是 _ （ 2） 正極材料是 _ 電極反應(yīng)式是 _ Zn 2Zn - 4e- = 2Zn2+ Pt O2+2H2O + 4e- =4OH- 4、原電池原理的應(yīng)用 a、加快氧化還原反應(yīng)的速率 b、比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱 c、設(shè)計(jì)原電池 如利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化 還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池 負(fù)極： 正極： Cu 2e = Cu2+ 2Fe3+ +2e =2Fe2+ 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) d、金屬的腐蝕 例如鐵的腐蝕 1、析氫腐蝕 （酸性較強(qiáng)的條件下的腐蝕） 負(fù)極： 正極： Fe 2e =Fe2+ 2H+ 2e =H2 2、吸氧腐蝕 （酸性較弱或中性條件下的腐蝕） 負(fù)極： 正極： 2Fe 4e =2Fe2+ O2+2H2O+4e =4OH 空氣電池 鋰電池 二、化學(xué)電源 1、 干電池的特點(diǎn)是： 只能一次性使用 2、充電電池 充電電池又稱 。 可充電電池是兩極都 參加反應(yīng)的電池 。 這是一種發(fā)展較快的原電池 ， 如鉛蓄電池 、 銀鋅電池 、 （ 紐扣電池 ） 、 鋰電 池 、 愛 迪 生 蓄 電 池 等 ， 它 們 的 負(fù) 極 是 ， 正極一般是 。 放電時(shí) ， 負(fù)極被 。 正極材料的氧化物 被 ， 充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)相反 。 較活潑的金屬 金屬氧化物 二次電池 氧化 還原 鉛蓄電池可放電亦可充電 ， 它是用硬橡膠或透明 塑料制成方形外殼 ， 在正極板上有一層棕褐色 的 ， 負(fù)極板是海綿狀的 ， 兩極均浸入 溶液中 ， 且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料 隔開 。 負(fù)極： 正極： 放電 總反應(yīng)式： 鉛蓄電池 PbO2 金屬鉛 硫酸 Pb+SO42 2e =PbSO4 PbO2+4H+SO42 +2e = PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O 當(dāng)硫酸的濃度降低 ， 溶液的密度達(dá) 1.18g/cm3時(shí)應(yīng)停 止使用 ， 需充電 ， 充電時(shí)起電解池的作用 ， 電極反 應(yīng)為： 陽極： 陰極： 充電總反應(yīng)式： 鉛蓄電池放電和充電總反應(yīng)式： PbSO4+2H2O 2e =PbO2+4H+SO42 PbSO4 +2e = Pb+SO42 2PbSO4+2H2O= Pb+ PbO2+2H2SO4 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放電 充電 (2)鎳氫電池 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式： H2 +2OH 2e = 2H2O 2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 鋰電池 鋰電池是新一代可充電的綠色電池 ， 已成為 筆記本電腦 、 可移動(dòng)電話 、 攝象機(jī)等低功耗 電器的主流電源 。 3、燃料電池 氫氧燃料電池 氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池 ， 主要用于航天領(lǐng)域 。 它的電極材料一般為鉑電 極 ， 活性炭電極 ， 電解質(zhì)溶液 一般為 40%的 KOH溶液 。 負(fù)極： 正極： 放電 總反應(yīng)式： 2H2 +4OH 4e =4H2O O2+2H2O+ 4e = 4OH 2H2 + O2 = 2H2O 若電解質(zhì)溶液為稀 H2SO4 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式： 2H2 4e =4H+ O2+ 4H+ + 4e = 2H2O 2H2 + O2 = 2H2O 甲烷氧氣燃料電池 該電池用鉑片插入 KOH溶液中作電極 ， 在兩極 上分別通甲烷和氧氣 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式： CH4+10OH 8e =CO32 +7H2O 2O2+4H2O+8e = 8OH CH4+ 2O2+2KOH =K2CO3 +3H2O Al 空氣 海水電池 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式： 4Al 12e = 4Al3+ 3O2+6H2O+12e = 12OH 4Al + 3O2+6H2O= 4Al( OH)3 街拍 街拍 胚痋耶