關(guān)于高中化學必修二化學能與電能能源：流水風力石油天然氣蒸汽電力原煤第2頁,共46頁，2024年2月25日，星期天能源的分類：直接從自然界取得的能源。

一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。如：風力、原煤、天然氣、石油、流水。如：電力，蒸汽。

一次能源：二次能源：第3頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖一、化學能與電能的轉(zhuǎn)化：（一）火力發(fā)電：第4頁,共46頁，2024年2月25日，星期天火電站工作原理示意圖化學能

燃燒熱能

蒸汽機械能發(fā)電機電能第5頁,共46頁，2024年2月25日，星期天火力發(fā)電有什么優(yōu)點和缺點我國煤炭資源豐富，廉價方便存在優(yōu)點電能清潔安全快捷方便、節(jié)省時間存在缺點煤炭資源畢竟有限、非可再生排出大量溫室效應氣體可能導致酸雨并且有廢氣能量轉(zhuǎn)化效率低有一定局限性問：如何把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？思考與交流第6頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【實驗一】分別把鋅片和銅片插入到稀H2SO4中,觀察現(xiàn)象。鋅片：產(chǎn)生大量的氣泡銅片：無明顯現(xiàn)象第7頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【實驗二】再用導線把鋅片和銅片連接起來，觀察銅片上有無氣泡產(chǎn)生？現(xiàn)象銅片銅片上有氣泡產(chǎn)生鋅片鋅片逐漸溶解，不產(chǎn)生氣泡電流表電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)第8頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（二）原電池1.概念：將化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置AZnCuSO42－H+H+正極負極e－I第9頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.原電池的電極反應：鋅片：銅片：Zn-2e-=

Zn2+2H++2e-=H2↑電池反應：

Zn+2H+=Zn2++H2↑氧化反應還原反應（總反應）(負極)(正極)第10頁,共46頁，2024年2月25日，星期天銅鋅原電池的工作原理：鋅失去的電子通過外電路流向銅片，H＋在銅片上得到電子，從而形成電流。第11頁,共46頁，2024年2月25日，星期天12Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2還原劑(Zn)失去電子，發(fā)生氧化反應氧化劑(H+)在銅極上得到電子，發(fā)生還原反應還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向原電池工作原理第12頁,共46頁，2024年2月25日，星期天原電池工作原理：實現(xiàn)了由化學能到電能的轉(zhuǎn)化。第13頁,共46頁，2024年2月25日，星期天B跟蹤練習

第14頁,共46頁，2024年2月25日，星期天4.原電池本質(zhì)氧化還原反應①反應類型。負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應。②電子的移動方向。從負極流出，經(jīng)導線流向正極。③離子的移動方向。陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。第15頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（可以）（可以）（不可以）第一組實驗探究形成原電池的條件：第16頁,共46頁，2024年2月25日，星期天第二組實驗（可以）（不可以）第三組實驗（可以）（不可以）第17頁,共46頁，2024年2月25日，星期天原電池的形成條件

(4)

形成閉合回路。（兩電極用導線連接，或接觸。）（1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應：①電極和電解質(zhì)溶液②兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）（2）電解質(zhì)溶液：參與電極反應或構(gòu)成內(nèi)電路（3）兩導體作電極：

①活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導體石墨），與電解質(zhì)溶液反應的活潑金屬為負極。

②兩不活潑的導體－石墨或Pt等。（燃料電池電極）第18頁,共46頁，2024年2月25日，星期天酒精CuH2SO4溶液ZnAgH2SO4溶液ZnCuZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu鹽橋ZnSO4溶液CuSO4溶液FeCu

下列裝置是否能構(gòu)成原電池？∨∨第19頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1.判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑練習：(∨)第20頁,共46頁，2024年2月25日，星期天正極：負極：總反應：Fe－2e-＝Fe2+2Ag++2e-＝2AgFe+2Ag+=Fe2++2Ag3.判斷下面裝置是否可以組成原電池，如果可以請寫出電極反應和總反應。第21頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

如圖Ⅰ所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細絲，使之平衡。小心地往燒杯中央滴入CuSO4溶液。

片刻后可觀察到的現(xiàn)象是________。

A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定

B．保持平衡狀態(tài)不變

C．鐵圈向下傾斜

D．銀圈向下傾斜

D第22頁,共46頁，2024年2月25日，星期天原電池的正負極的判斷方法

微觀判斷（根據(jù)電子流動方向）電子流出的極電子流入的極——負極——正極

較活潑的電極材料較不活潑的電極材料

質(zhì)量增加的電極工作后質(zhì)量減少的電極——負極——正極——正極——負極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應的極發(fā)生還原反應的極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應③根據(jù)電極增重還是減重④根據(jù)電極有氣泡冒出：——負極——正極方法四第23頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【小結(jié)】二.原電池的構(gòu)成：一.原電池：把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置1.可自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應2.兩個電極3.內(nèi)部有離子導電體（通常是電解質(zhì)溶液）4.形成閉合電路三.原電池的工作原理：四.原電池正負極的判斷方法：第24頁,共46頁，2024年2月25日，星期天練習1：Zn片,Ag片,AgNO3溶液為組裝材料，設(shè)計原電池。設(shè)計原電池：

利用下述反應：2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計一個原電池裝置。①畫出裝置圖；②標明電極材料和電解質(zhì)溶液；③寫出電極反應式。負極（Fe):2Fe-2e-=Fe2+正極（C):2Fe3++2e-=2Fe2+練習2:（先寫出離子反應）第25頁,共46頁，2024年2月25日，星期天練習有A、B、C、D四種金屬分別浸入稀H2SO4中，A、B產(chǎn)生氣泡緩慢而C、D產(chǎn)生氣泡較激烈；把A、B兩種金屬用導線連接后浸入稀H2SO4中，氣泡從A金屬表面析出，把C、D兩種金屬用導線連接后浸入稀H2SO4中組成原電池，電流由C→D，根據(jù)實驗現(xiàn)象，可知A、B、C、D四種金屬的活動性順序。D＞C＞B＞A第26頁,共46頁，2024年2月25日，星期天二、發(fā)展中的化學電源：干電池堿性電池蓄電池鋰電池第27頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1、干電池干電池是一種伏打電池,利用某種吸收劑(如木屑或明膠)使內(nèi)含物成為不會外溢的糊狀。常用作手電筒照明、收音機等的電源。酸性鋅錳干電池是最早進入市場的實用電池（1）普通鋅錳干電池優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。缺點：放電時間短，電壓下降快。第28頁,共46頁，2024年2月25日，星期天二、發(fā)展中的化學電源1.干電池石墨NH4Cl鋅錳干電池結(jié)構(gòu)一次電池：放電之后不能充電的電池（內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的）第29頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（2）堿性干電池堿性電池是個人音響、照相機等地首選電源。堿性電池

電解液:酸性NH4Cl→堿性KOH（離子導電性更好）負極：鋅片→鋅粉（反應面積成倍增長，使放電電流大幅度提高）優(yōu)點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電第30頁,共46頁，2024年2月25日，星期天二、發(fā)展中的化學電源1.干電池（1）一次性電池：（2）普通鋅錳電池：Zn-2e-=Zn2+（3）堿性鋅錳電池：[課本P39]、[設(shè)計P43]NH4Cl負極？正極？電解質(zhì)：缺點：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2KOH負極？正極？電解質(zhì)：優(yōu)點:使用壽命短，易泄漏使用壽命長，不易泄漏（4）應用：卡式錄音機、閃光燈、電動玩具、袖珍電視機等放電之后不能充電內(nèi)部的氧化還原反應是不可逆的2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O2MnO2+2H2O+2e-=2MnO（OH）+2OH－ZnCZnC第31頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鋅錳電池電極反應：負極：正極：Zn–2e-==Zn2+2NH4++2e-==2NH3+H2總反應：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2第32頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

鋅-錳干電池在使用過程中，鋅會逐漸溶解，鋅外殼變薄，最后內(nèi)部的糊狀電解質(zhì)泄露出來，對電器腐蝕。

為了防止泄露，在外殼套上金屬筒或塑料筒，制成防漏電池。P42【思考與交流】為什么鋅錳干電池放置過久會失效？

為了延長電池壽命和提高其性能，人們將電池內(nèi)的電解質(zhì)

換成濕的

，制成了

電池。NH4ClKOH堿性鋅錳負極：Zn+2OH-–2e-==Zn(OH)2第33頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2、充電電池2、充電電池：氧化還原反應在充電時可以逆向進行。1、充電電池又稱二次電池，能夠重復使用至一定的周期。手機專用電池攝像機專用電池筆記本電腦專用電池化學能放電充電電能第34頁,共46頁，2024年2月25日，星期天用途：目前汽車上使用的電瓶大多仍是鉛蓄電池，它還廣泛用于國防、生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。鉛蓄電池：最早使用的充電電池。（1）鉛蓄電池特點：鉛蓄電池的電壓穩(wěn)定，使用方便安全可靠，可再次充電使用。第35頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2、充電電池二次電池：氧化還原反應在充電時可以逆向進行。鉛蓄電池負極？正極？總反應：放電：化學能轉(zhuǎn)化為電能充電：電能轉(zhuǎn)化為化學能PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電電解質(zhì)？優(yōu)缺點：應用：可充電，比干電池使用壽命長；但體積大，有污染汽車上使用的電瓶等第36頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鉛蓄電池：放電時:正極材料是

負極材料是

，電解質(zhì)是

。PbO2PbH2SO4負極：正極：總反應：Pb+SO42-—2e-＝PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電第37頁,共46頁，2024年2月25日，星期天②鎳鎘充電電池：負極：正極：電解質(zhì)：優(yōu)缺點：應用：CdNiO(OH)KOH具有殘留性記憶，可重復使用500次以上，體積??；但鎘有致癌作用,如不回收，會產(chǎn)生嚴重污染廣泛用于收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等鎳鎘電池鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。第38頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鋰離子電池鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。特點：高能電池，電壓高，質(zhì)量輕，貯存時間長等。用途：現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機、手表、心臟起搏器等低功耗電器的主流。筆記本電腦專用電池第39頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

鋰電池（有機溶劑電解液）負極：2Li-2e—=2Li+正極：I2+2e—=2I—總反應：2Li+I2=2LiI

跟相同質(zhì)量的其它金屬作負極相比，使用壽命延長，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲存壽命長。發(fā)展中的電池第40頁,共46頁，2024年2月25日，星期天3、燃料電池——高效、環(huán)境友好的化學電池它的電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。(例如：H2和O2的燃料電池，CH4和O2的燃料電池)燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學電池。小型高性能燃料電池

第41頁,共46頁，2024年2月25日，星期天氫氧燃料電池工作原理：總反應：2H2

+

O2

=2H2O通入的氣體在電極表面放電，電池只是作為一個反應器。與其它電池區(qū)別：反應物不是儲存在電池內(nèi)。用途：氫氧燃料電池目前已應用于航天、軍事通訊、電視中繼站等領(lǐng)域

第42頁,共46頁，2024年2月25日，星期天介質(zhì)電池反應：

2H2+Ｏ２=2H2O

酸性（H2SO4）負極正極中性負極

正極堿性（KOH）（記這個