2.2.1 化学能与电能 课件

（第一课时）
化学能与电能
第二节
人教版 必修二


病 例 分 析

化学小史






一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。
化学家发现了什么？你能为格林太太开个药方吗？
阅读教材39-40页回答下列问题
1、何为一次能源、二次能源？
2、电能是一次能源还是二次能源？
3、根据2001年我国发电总量构成图，我国
（ ）发电居于首位。
一、一次能源与二次能源
一次能源：
直接从自然界获取的能源称一次能源。如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀等。
二次能源：
一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源。如：电力、蒸汽等
火电81.2％
水电17.6％
其它1.2％
2001年我国发电总量构成
2006年我国发电总量构成
一、化学能转化为电能
火力发电原理及过程
思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？
化学能（燃料）

燃烧
热能

蒸汽
机械能
（涡轮机）

发电机
电能
2、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
一、化学能转化为电能
【思考与交流】
火
力
发
电
有
什
么
缺
点
1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机
2.煤炭燃烧会产生污染性气体
3.经多次转换，能量损耗大，燃料的
利用率低
化学能　　　 电能　
直接？


实践活动
自制电池——水果电池。如下图：
稀硫酸


Zn






Cu



将一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中，有什么现象？写出有关反应的离子方程式。
实验探究一












Zn + 2H+ = Zn2++H2

现象：
Zn片上有气泡（H2）， Zn片逐溶解；Cu片无明显现象。
解释：
稀硫酸














Zn

Cu






实验探究二
将Cu和Zn以导线连接起来，并在导线中间添加一电流表，然后将其放入稀硫酸中。又会观察到什么实验现象呢？
稀硫酸


Zn

Cu



























现象：
Zn片逐渐溶解但无气泡；
Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。

稀硫酸


Zn

Cu





H+
SO42-
SO42-
H+
H+
H+













原理探究
e-
e-
e-
e-
稀硫酸


Zn

Cu














Zn2+
e-
e-
H+
H+













稀硫酸


Zn

Cu














Zn2+
e-
e-
H+
H+













Zn－2e-=Zn2+
总反应：
2H++2e-=H2↑
Zn+2H+=Zn2++H2↑
锌片：氧化反应
实验装置中的化学反应：
铜片：还原反应
一、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
（电源）
规定：

负极：
正极：
电子流出（或电流流进）的一极
电子流进（或电流流出）的一极
负极

正极

Zn-2e-=Zn2+

2H+ +2e-=H2


还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应
氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应
电子从锌片流出
流入铜片
经外电路




H+
Zn2+

SO42-







电流方向

电流方向：正极 负极

外电路
阳离子:移向正极
阴离子移向负极


原电池
“负极出电子，电子回正极”
（2）原电池工作原理
1、电子从负极流向正极。
2、电流方向（外电路）：正极到负极。
3、阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
工作原理：
负极

电极材料：Zn
电极反应：失去电子 发生氧化反应
电极反应式：Zn-2e-=Zn2+


正极

电极材料：Cu
电极反应：得到电子 发生还原反应
电极反应式：2H+ +2e-=H2

（3）原电池化学反应本质：氧化还原反应
总反应：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
你找到格林太太的病因了吗？
你能为她开一个药方吗？
由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头痛，因此必须换掉其中的一颗假牙。
回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？
组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器
怎样才能构成一个原电池呢？

（可以）
（可以）
（可以）
（不可以）
形成条件一：
活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属、石墨等
第一组实验

实验探究:形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需浸入电解质溶液中
第二组实验
实验探究:形成原电池的条件
第三组实验
形成条件三：必须形成闭合回路

（不可以）
实验探究:形成原电池的条件
（可以）
实验探究:形成原电池的条件

一
u
（不可以）
第四组实验
形成条件四：必须具备一个自发进行的氧化还原反应
（可以）
4原电池组成条件
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”）
其中较活泼金属为负极。
较不活泼金属（或非 金 属）为正极
② 电解质溶液
③ 形成闭合回路
④ 能自发地发生氧化还原反应
两极一液一线一反应
5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
⒈
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式。
①
②
③
(×)
(×)
(√)
2H++2e-＝H2↑
负极：
总反应：
正极：
Zn－2e-＝Zn2+
Zn+2H+＝Zn2++H2↑

⑤
④
(√)
(√)
负极：
正极：
总反应：
正极：
负极：
总反应：
Zn－2e-＝Zn2+
2H++2e-＝H2↑
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
Fe－2e-＝Fe2+
Cu2++2e-＝Cu
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
或 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
原电池的正负极的判断方法
微观判断
（根据电子流动方向）

电子流出的极

电子流入的极
——负极

——正极
较活泼的电极材料

较不活泼的电极材料
质量增加的电极
工作后
质量减少的电极
——负极

——正极
——正极

——负极
工作后，有气泡冒出的电极为正极
发生氧化反应的极

发生还原反应的极
宏观判断：

①根据电极材料


②根据原电池电极发生
的反应

③根据电极增重还是减重


④根据电极有气泡冒出：



——负极

——正极
课堂小结
一、化学能与电能的相互转化
1.火力发电的过程。
2.原电池：将化学能转化为电能的装置。
负极(Zn)：Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反应）
正极(Cu)：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）
总反应式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑
3. 原电池的构成条件：
① 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。
② 电极材料都插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
谢谢
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