课件23张PPT。第二节 化学能与电能
电能——又称电力（二次能源）蒸汽电能 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、转换得到能源。2001年我国发电总量构成图火力发电占据绝大部分火力发电工作原理示意图火电站从开始到结束能量是如何转化的？化石燃料化学能燃烧热能蒸汽机械能电能发电机存
在
缺
点 化学能 电能 ？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1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录在学案上。A稀硫酸稀硫酸稀硫酸Zn CuZn CuZn Cu1.导学案P1探究实验（1）G1 2' （2）G2 2' (3) G3 2'
2.锌片的质量有无变化？溶液中c (H+)如何变化？电子流动的方向如何？G4 2'
3.导学案P2 （2）原电池的工作原理 G5 4'
4. 锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ G6 4'
5.从物理角度分析电池的电极是怎样定义的？该装置的正负极分别是什么？ G7 4'
原电池的工作原理能量转变 化学反应将化学能直接转化为电能氧化还原反应中电子转移 (负极失去电子经过导线定向地流入正极)Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑负极正极还原反应氧化反应 外电路：电子由负极流向正极，
电流由正极流向负极
内电路：阴离子移向负极，阳离
子移向正极，电流由负
极流向正极
请从电子流向和离子移动的方向分析原电池是怎样形成闭合回路产生电流的负极正极发生
失电子
的
氧化反应发生
得电子
的
还原反应电子由负极流向正极，
电流由正极流向负极。原电池原理实验探究 不偏转两极材料不同有两种活泼性不同的金
属（或非金属）作电极偏转①②原电池形成条件③偏转实验探究不偏转溶液不同电极材料均插入
电解质溶液中④不偏转容器不同两极相连形成闭合回路
实验探究⑥ 实验探究⑤不偏转电极材料不同能自发地发生氧化还原反应1.有两种活泼性不同的金属（或非金属）
作电极3.能自发地发生氧化还原反应四.原电池的构成条件4.两极相连形成闭合回路2.电极材料均插入电解质溶液中小结化
学
能
与
电
能间接：直接：装置原电池概
念构成条件工作原理 可是令她百思不解的是自从车祸后,她常常感到头晕、头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未见好转……
一位年轻的化学家来看望格林太太时，为格林太太揭开了病因！请你当医生作业：1.完成导学案课后习题 2.请根据反应
Fe + Cu2+ = Fe2++ Cu
设计原电池，你有哪些可行方案?
并写出电极反应。
3.调查我们周围有哪些电池是利用原电池原理生产的。你是如何判定装置的正、负极？思考与交流课件19张PPT。原电池的构成条件 ①能自发的发生氧化还原反应两种活泼性不同的金属金属和非金属导体(石墨)③电解质溶液或熔融电解质 ④闭合回路:电极用导线相连或直接接触②两个电极（氧化反应）（还原反应）Zn片： Zn －2e- = Zn2+Cu片：2H++2e- = H2 ↑（铜片在这里起传导电子的作用）电极反应式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑电极反应总式：2.Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：原电池正、负极的判断方法 特别提醒：在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活泼性的相对强弱，有时还和电解质溶液有关，如Mg与Al和NaOH溶液构成的原电池中，由于Mg不与NaOH溶液反应，虽金属性Mg＞Al，但在该条件下却是Al作负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。
结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
1、电解液：
硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液
2、电极材料：
负极：铁，
正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属1、电解液： 。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极: .
正极: . Fe － 2e - = Fe 2+
Cu2+ +2e - = Cu 请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
H2SO4 (aq) CuSO4 (aq)负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .负极( ): .
正极( ): .
总反应式: . AgFeZn Zn－2e - = Zn2+
Cu Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ CuFe Fe－2e - = Fe 2+
Ag 2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe 2+ +H2↑ 加快反应速率(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。
(2)应用：实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液。原因是Zn与置换出的Cu构成原电池，加快了反应的进行。
发展中的化学电源
[第2课时]发展中的化学电源
（１）干电池
干电池是用 制圆筒形外壳作负极，位于中央的顶有铜帽的 作正极，在石墨周围填充 和 作电解质，还填有ＭｎＯ２和炭黑的电池（ Ｚｎ—Ｍｎ干电池）。
负极：
正极：
锌石墨ZnCl2—NH4Cl淀粉糊Ｚｎ－２ｅ－====Ｚｎ２＋２ＮＨ４ ＋ ＋２ｅ－ ==== ２ＮＨ３↑＋Ｈ２↑Ｚｎ—Ｍｎ干电池的缺点：负极锌逐渐氧化溶解变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来腐蚀电器。ＫＯＨ干电池特点：
①
②用 代替NH4Cl，制成了碱性锌锰电池，
能提高性能，延长寿命。
用途：录音机、闪光灯、手电筒、电动玩具、袖珍
电视机以及电视、空调遥控器等。一次性电池，放完电后不能再使用，内部氧化还原反应不可逆。 铅蓄电池如图所示
负极（Ｐｂ）： ；
正极（PbO2）： ；
总反应式： 。 多次使用，放完电后可再充电使用可逆Pb＋PbO2＋2H2SO4 === 2PbSO4＋2H2OＰｂ＋SO42-－２ｅ－ === ＰｂSO4PbO２＋4Ｈ＋＋SO42-＋2e- === PbSO4＋２Ｈ２Ｏ（２）充电电池
充电电池又称 。二次电池 特点： 。
内部氧化还原在放电、充电时
“ ”进行。多次使用，放完电后可再充电使用可逆放电放电充电二次电池的“放电”过程属于原电池原理镍镉充电电池密封、体积小、寿命长。镉（Cd）作负极，NiO（OH）作正极。以KOH作电解质。但镉有毒。锂离子充电电池
（３）燃料电池
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。
以碱性氢氧燃料电池为例：
负极： ,
正极： ,
总反应式： 。
２Ｈ２＋４ＯＨ－－４ｅ－ === ４Ｈ２ＯＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－ === ４ＯＨ－２Ｈ２＋Ｏ２ === ２Ｈ２Ｏ特点：① ，
理论上可高达８５％~９０％；
② ；
③ 。
用途：航天、航海。能量转化率高无污染燃料储存在外加设备3.氢氧燃料电池
电池中电解质溶液可以是酸也可以是碱。
（1）H2在不同介质中的电极反应式：
①在碱性条件下负极：H2+2OH--2e- == 2H2O；
②在酸性或中性条件下负极：H2-2e- == 2H+。
（2）O2在不同介质中的电极反应式：
a.在碱性、中性或弱酸性条件下正极：O2+2H2O+4e- == 4OH-；
b.在较强酸性条件下正极：O2+4H++4e- == 2H2O；
c.在熔融的金属氧化物中正极：O2+4e- == 2O2-；【例1】如图：锌锰干电池在放电时总反应方程式可表示为：
Zn(s)+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3(s)+2NH3↑+H2O
在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是 ( )
A.Ｚｎ
B.碳
C.ＭｎＯ２和ＮＨ＋４
D.Ｚｎ２＋和ＮＨ３ 原电池正极是电子流入的一极，氧化剂在此处得电子被还原。而总反应中ＭｎＯ２所含Ｍｎ元素的化合价降低，说明ＭｎＯ２被还原，为氧化剂。C例2.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Ｌｉ＋ＭｎＯ２====ＬｉＭｎＯ２，下列说法正确的
是 （ ）
A.Ｌｉ是正极，电极反应为Ｌｉ－ｅ－ ====Ｌｉ＋
B.Ｌｉ是负极，电极反应为Ｌｉ－ｅ－ ====Ｌｉ＋
C.Ｌｉ是负极，电极反应为ＭｎＯ２＋ｅ－ ====ＭｎＯ－２
D.Ｌｉ是负极，电极反应为Ｌｉ－２ｅ==== Ｌｉ２＋ 本题根据总反应判断Ｌｉ被氧化，为负极材料，其失电子成为Ｌｉ＋，正极放电的为ＭｎＯ２。
已知电池总反应可写出电极反应式
这类题的一般处理方法是：根据“负--失--氧、正--得--还”的规律容易先判断负极材料B【例3】美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图所示：ａ、ｂ两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。
ａ是 极，ｂ是 极。电极反应式分别为 、
。负正负极：２Ｈ２＋４ＯＨ－－４ｅ－====４Ｈ２Ｏ正极：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－====４ＯＨ－ 无论什么电池，负极发生的必定是氧化反应，正极发生的是还原反应，即通入Ｈ２的一极为负极，通入Ｏ２的一极为正极。Θ.下列说法正确的是 （ ）
A.干电池是可充电电池
B.燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置
C.原电池负极得电子发生氧化反应
D.氢氧燃料电池能够把化学能完全转化为电能B
