课件15张PPT。§1-2 化学能与电能第一课时 化学能转化为电能第二章 化学反应与能量 在你的生活和学习中，或你了解的范围里，有哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？思考与交流水电17.6%2001年我国发电总量构成图火力81.2%估计在2050年火电仍居首位【思 考】 火电，又称为火力发电。那么，火究竟是如何转化为电？一、化学能与电能的相互转化1、火力发电的原理分析2、火力发电的化学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3、火力发电的利弊分析利：①我国煤炭资源丰富廉价方便弊：①排出大量温室效应气体（CO2）和废气（SO2），能导致酸雨②产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液③能量转化效率低。②电能清洁安全，又快捷方便，节省时间【思 考】若你是电力工程师，面对这些利弊，你如何应对呢？a、改进火力发电b、研究新的发电方式方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。H2SO4【实验 1】分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中,观察现象。【实验 2】将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸得烧杯中，观察现象。铜片表面有气泡产生锌片不断溶解电流表指针发生偏转铜片表面没有气泡产生锌片不断溶解Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑锌片失得Zn -2e-= Zn2+
(不是“→”表示)2H+ + 2e-= H2↑
(不是“→”表示)负极正极Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑产生气体Zn片溶解Zn片Cu片电极反应氧化反应还原反应【实验结论】导线中有电子通过形成了电流,化学能转变成了电能.4、原电池：1）定义：将化学能转变为电能的装置2）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判断：外电路电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。④根据电极反应现象判断不断溶解，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】1、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（ ） B稀硫酸ZnFeAFeCA稀硫酸稀硫酸CZnAABC2、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ） A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液 D+--+3）电极反应负极：Zn – 2e- = Zn2+ (氧化反应)正极：2H+ +2e- = H2↑ (还原反应)4）总反应式(电池反应-两个电极反应之和) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑Zn + H2SO4(稀) = ZnSO4 + H2↑原电池反应的本质是: 氧化还原反应负极失电子、发生氧化反应；正极得电子、发生还原反应。电子从负极经外电路流向正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。5）原电池反应原理负极：正极：Cu2++2e- = Cu Fe-2e- = Fe2+ 总反应：Fe+Cu2+ = Fe2++CuFe+CuCl2 = FeCl2+Cu【练习】思考下列装置中属于原电池的是：⑥④⑦6）原电池的构成条件① 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电
的非金属，如“碳棒”）作电极其中较活泼金属为负极，较不活泼金属(或非金属)为正极(正极一般不参与电极反应，只起导电作用)。② 电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应）③ 形成闭合回路④ 能自发地发生氧化还原反应练习：下列装置中能组成原电池形成电流的是( )CDBAC7）原电池原理的应用：①制作化学电源②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。③判断金属活动性的强弱④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练习：把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池.若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（ ）
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a B作业：1.完成课本P44第1、2题2.完成新课程新练习 化学能与电能（一）相关习题请根据反应:2Fe3+ + Fe = 3Fe 2+设计原电池，画出装置图、指出正负极、写出电极反应式。课件10张PPT。§1-2 化学能与电能第三课时 发展中的化学电源第二章 化学反应与能量【知识回顾】2、原电池的应用1）制作化学电源2）加快反应速率3）判断金属活动性的强弱4）揭示金属腐蚀的原因及防止金属的腐蚀。① 金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀② 钢铁的腐蚀Ⅰ.钢铁的析氢腐蚀酸性较强负极(Fe)：Fe - 2e-=Fe2+正极(C)：2H+ + 2e- = H2↑弱酸性或中性Ⅱ.钢铁的吸氧腐蚀负极(Fe)：2Fe - 4e- = 2Fe2+正极(C)：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总反应：2Fe + O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ③ 金属的防腐Ⅰ.改变金属的内部结构（普通钢加铬、镍制成不锈钢）Ⅱ.在金属表面覆盖保护层 （油漆、电镀、氧化膜等）Ⅲ.电化学保护法 （在钢铁表面焊接比Fe活泼的Zn）3、原电池电极反应的写法①写出总反应方程式或总反应离子方程式Fe + CuSO4 = FeSO4+Cu②将总反应分为氧化反应和还原反应氧化反应：还原反应：Fe-2e- = Fe2+ Cu2++2e- = Cu③氧化反应发生在负极上；还原反应发生在正极上负极：正极：Fe-2e- = Fe2+ Cu2++2e- = Cu④验证：两电极反应相加所得式子是否与总反应相同⑤画出装置图FeCu、C、AgCuSO4二、发展中的化学电源1、干电池–锌锰电池1）普通锌锰电池–一次性电池负极材料：锌筒（Zn） 正极材料：碳棒（C）、MnO2糊 电解质：NH4Cl糊 负极：正极：Zn - 2e- = Zn2+2NH4+ + 2e- =2NH3 + H2H2 + 2MnO2 = 2MnO(OH) 碱式氧化锰总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = 2MnO(OH) + 2NH3 + Zn2+ Ⅰ.电池的构造:Ⅱ.电极反应:Ⅲ.缺点:普通锌锰干电池用久了锌外壳会变薄，最后内部电解质会泄漏出来，使电器腐蚀2）碱性锌锰电池–一次性电池将普通锌锰干电池中的NH4Cl换成KOH或NaOH负极：正极：Zn - 2e-+ 2OH- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- 总反应：2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2 Ⅰ.电极反应:Ⅱ.优点:延长了锌锰电池的使用寿命与性能2、充电电池–二次电池放电时，原电池工作，发生氧化还原反；
充电时，氧化还原反应逆向进行。1）铅蓄电池Ⅰ.电池的构造:负极材料：正极材料：电解质：PbPbO2H2SO4溶液负极：正极：总反应：Ⅱ.电极反应: Pb + SO42-- 2e- = PbSO4 PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 4H+ +2SO42- =2PbSO4 + 2H2OⅢ.特点:铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好、造价较低，因而应用广泛。但是比能量（单位重量所蓄电能）小，对环境腐蚀性强。 2）镍镉电池负极材料：正极材料：电解质：CdNiO(OH)KOH负极：正极：Cd - 2e-+2OH-=Cd(OH)22NiO(OH)+2e- +2H2O=2Ni(OH)2+2OH-使用寿命比铅蓄电池长，体积小，但会严重污染环境3、燃料电池它是一种将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能的高效、环境友好的发电装置燃料电池由3个主要部分组成：
燃料电极(负极) ；电解液 ；空气／氧气电极(正极)1）氢氧燃料电池工作时向负极供给燃料(H2)，向正极供给氧化剂(空气/O2).H2在负极分解成H+和电子e-。H+进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。在正极上，O2得电子。 电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等Ⅰ.电解液为碱性溶液（如KOH）2H2 + 4OH-- 4e-= 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-负极：正极：总反应：2H2 + O2 = 2H2OⅡ.电解液为酸性溶液（如H2SO4）负极：正极：总反应：2H2 - 4e-=4H+ O2 + 4H+ +4e-= 2H2O 2H2 + O2 = 2H2O2）氢氧燃料电池的特点①能量转化效率高 ②污染很小③燃料适用范围广④需要持续供应反应物1、写出甲烷燃料电池(电解质溶液为氢氧化钾溶液)的电极反应式及总方程式： 【练习】负极：CH4 + 10OH--8e- =CO32- + 7H2O正极：2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-总反应: CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O2、1969年美国“阿波罗11号”登月成功。飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。
1、a是 极，
b是 极
2、电极反应式分别为：负正 正极： O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-
负极： 2H2 - 4e- + 4OH-= 4H2O作业：2.完成新课程新练习 化学能与电能（二）相关习题1.完成课本上的习题。课件12张PPT。1§1-2 化学能与电能第二课时 原电池的应用第二章 化学反应与能量2【知识回顾】一、化学能与电能的转换1、原电池1）定义：将化学能转变为电能的装置3）原电池的构成条件① 两种活泼性不同的金属作电极 （或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）较活泼金属为负极，较不活泼金属(或非金属)为正极② 电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应）③ 形成闭合回路④ 能自发地发生氧化还原反应负极失电子、发生氧化反应；正极得电子、发生还原反应。电子从负极经外电路流向正极，从而产生电流，使化学能转变成电能。2）原电池反应原理34）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：一般是活泼性较强的金属为负极；
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判断：外电路电流由正极流向负极；
电子由负极流向正极。④根据电极反应现象判断不断溶解，质量减少为负极；
有气体产生或质量增加或不变为正极。原电池反应的本质是: 氧化还原反应42、原电池的应用1）制作化学电源：锌锰电池锂电池氧化银电池 2）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。 Cu、Zn相连，金属之间的电阻远远小于锌与溶液接触部分。故电子顺导线到达Cu表面，H+从Cu表面得到电子变成H2逸出。 铜锌之间有电流出现，也就形成了一个电场铜锌之间就有电压，这个电压相当于加速器，加速了电子的得失。53）判断金属活动性的强弱较活泼金属为负极，较不活泼金属(或非金属)为正极先判断原电池的正、负极，金属性：负极>正极2、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池.若a、b相连时,a为负极；c、d相连时,电流由d到c；a、c相连时,c极上产生大量气泡；b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（ ）
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a B【练习】1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（ ）
A．X>Y>Z B．X>Z>Y
C．Y>X>Z D．Y>Z>XC64）揭示金属腐蚀的原因及防止金属的腐蚀。钢铁中含有碳，C与Fe若接触电解质溶液，可组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀。① 金属的腐蚀Ⅰ.定义:金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。 Ⅱ.分类:化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。这类腐蚀不普遍。电化学腐蚀：不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，因发生原电池反应所引起的腐蚀。金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。② 钢铁的腐蚀电化学腐蚀主要包括吸氧腐蚀和析氢腐蚀7Ⅰ.钢铁的析氢腐蚀钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了O2、CO2等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。 酸性较强弱酸性或中性负极(Fe)：Fe - 2e-=Fe2+正极(C)：2H+ + 2e- = H2↑Ⅱ.钢铁的吸氧腐蚀负极(Fe)：2Fe - 4e- = 2Fe2+正极(C)：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总反应：2Fe + O2 + 2H2O =2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀 8③ 金属的防腐Ⅰ.改变金属的内部结构例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢 Ⅱ.在金属表面覆盖保护层 a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。 b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。c.用化学方法使钢铁表面生成致密的氧化膜。如在机器零件、枪炮表面形成一层细密的Fe3O4薄膜等。Ⅲ.电化学保护法 将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。 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。9【练习】1.下列实验室制取少量气体的方法最好的是( )
A、加热高锰酸钾溶液制取氧气
B、用碳酸钙和稀硫酸制取二氧化碳
C、用纯锌和稀硫酸制取氢气
D、用粗锌和稀硫酸制取氢气D2.钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是( ）
A、Sn B、Zn C、Cu D、AgB3.对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解了32.5g ②锌片增加了32.5g
③铜片上析出1g氢气 ④铜片上析出2 g 氢气
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④ A1011作业：请根据反应:2Fe3+ + Fe = 3Fe 2+设计原电池，画出装置图、指出正负极、写出电极反应式。1、写电极反应式①写出总反应方程式或总反应离子方程式2Fe3+ + Fe = 3Fe 2+②将总反应分为氧化反应和还原反应氧化反应：Fe-2e- = Fe2+ 还原反应：2Fe3++2e- = 2Fe2+ ③氧化反应发生在负极上；还原反应发生在正极上负极正极④验证：两电极反应相加所得式子是否与总反应相同2、画装置图FeCu C AgFeCl3 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)312作业：2.完成新课程新练习 化学能与电能（一）相关习题1.请根据反应:Fe + CuSO4 = FeSO4+Cu设计原电池，画出装置图、指出正负极、写出电极反应式。
