《高中化学 2_2_1 化学能转化为电能课件 新人教版必修2》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 2_2_1 化学能转化为电能课件 新人教版必修2(57页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 第二节 化学能与电能,第1课时 化学能转化为电能,1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。 2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,通过实验会说明原电池的原理,以及判断原电池的正、负极。 3.会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,一、一次能源和二次能源,基础知识导学,答案,1.能源按其来源可分为一次能源和二次能源。,直接从自然界中取得的能源,原煤,石油,天然气,由一次能源经过加工、转换得 到的能源,电能(水电、火电、核电)、 蒸汽能、机械能等,答案,2.二次能源火力发电 (1)火力发电原理
2、:首先通过化石燃料燃烧,使 能转变为 能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。,(3)火力发电弊端:煤属于不可再生资源,用一点少一点,用煤发电会造成资源的浪费。 能量经过多次转化,利用率低,能量损失大。 煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2、 等),污染环境。,化学,热,化学,热,机械,电,燃烧,粉尘,议一议 判断正误,正确的打“”,错误的打“” (1)根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源( ) (2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源( ) (3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程( ) (4)水力发电是将化学能转化为电能的过
3、程( ),答案,二、化学能直接转化为电能,答案,1.按要求完成下列实验,并填表,锌片逐渐溶解,表面有气泡; 铜片表面无气泡,锌与稀硫酸发生置换 反应产生H2,而铜则 不能,锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡,电流表指针发生偏转,锌与稀硫酸反应,但氢气在铜片上产生,导线中有电流,两锌片逐渐溶解且表面都有气泡,电流表指针不偏转,锌与稀硫酸反应,但 导线中无电流,无现象,乙醇是非电解质, 与Zn、Cu都不反应,答案,2.原电池 (1)概念:是 ;原电池的反应本质是_ 反应。 (2)构成条件 原电池反应必须是 的氧化还原反应; 具有 的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属); 两电极均插入 中; 电解
4、质溶液、电极、导线形成 。,答案,将化学能转变为电能的装置,氧化还原,自发,活动性不同,电解质溶液,闭合回路,相关视频,(3)原电池的工作原理,答案,负极,氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,正极,还原反应,2H+2e-=H2,原电池总反应式:_。,Zn2H=Zn2H2,(4)能量转化过程:原电池在工作时, 极失电子,电子通过导线流向 极,被氧化性物质得到,闭合回路中形成电流, 能转变为 能。,答案,负,正,化学,电,相关视频,议一议 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“” (1)HClNaOH=NaClH2O是放热反应,可以设计成原电池( ) (2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指
5、针发生偏转( ) (3)在铜锌稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌( ) (4)原电池中阳离子向正极移动( ) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子( ),答案,2.原电池中作负极的一定是活泼金属,作正极的一定是不活泼金属吗? 答案 不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属(如ZnFe稀硫酸,Zn作负极),也可以都是不活泼金属(如CuAgAgNO3,Cu作负极)也可以是一种金属和一种能导电的非金属(如CuCAgNO3,Cu作负极)。,答案,返回,一、原电池的工作原理,重点难点探究,例1 如图所示,电流表指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为
6、电解质溶液,下列说法错误的是( ) A.B极为原电池的正极 B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应,解析答案,解析 原电池中,负极金属失去电子,溶解,质量减小,故A极是负极,B极是正极,根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,A、B正确; 离子移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C错误; 负极发生氧化反应,正极发生还原反应,D正确。 答案 C,1.原电池的工作原理,归纳总结,(1)反应类型:负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 (2)电子的移动方向:负极流出,经导线流向正极。 (3)离子的移动方向:阳离子向正极移动
7、,阴离子向负极移动。,2.原电池正、负极的判断,变式训练1 如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,在卡片上描述合理的是( ) 实验后的记录:,A. B. C. D.,解析答案,答案 B,二、原电池原理的应用 例2 有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:,由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A.abcd B.bcda C.dabc D.abdc,解析答案,解析 装置一是原电池,a极质量减小,说明a极金属易失去电子形成离子,故a极金属比b极金属活泼; 装置二没有形成原电池,可知b比c活泼,且c位于金属活动性顺序表中氢的后面;
8、装置三和四均形成原电池,易知d比c活泼,d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc,故选C。,C,原电池原理的应用 (1)比较金属活动性 作负极的金属活动性强,作正极的金属活动性弱。 (2)改变化学反应速率 如:在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正、负极,从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。 (3)设计原电池 如:把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池,可用Fe作负极,铜(或石墨)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液。,归纳总结,(4)保护金属设备 如:船体是钢铁材料,在海水中易被腐蚀,在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn),则构成以Zn、Fe为电极
9、的原电池,Zn被消耗掉而Fe得到保护。,变式训练2 100 mL 2 molL1的盐酸与过量的锌反应,为加快速率,又不影响产生氢气的总量,可采用的方法是( ) A.加入适量的6 molL1的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液 C.加入适量的蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液,解析答案,返回,解析 能加快反应速率,但增加了产生氢气的总量,A错误; 不影响H2的量,但稀释了盐酸,降低了反应速率,C、D错误; 发生反应Cu2Zn=Zn2Cu,形成CuZn原电池,加快了反应速率,B正确。 答案 B,返回,1.下列叙述正确的是( ) 原电池是把化学能转化成电能的一种装置 原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反
10、应 不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置均可实现 碳棒不能用来作原电池的正极 反应Cu2Ag=2AgCu2,能以原电池的形式来实现 A. B. C. D.,随堂达标检测,解析答案,1,2,3,4,5,解析 原电池是把化学能转化为电能的一种装置,正确; 在发生反应时,原电池的正极要得到电子而发生还原反应,负极要失去电子而发生氧化反应,错误; 铜与稀硫酸不能发生反应,若用铜作负极,碳棒作正极,稀硫酸作电解质溶液,组成原电池,此反应仍然不能发生,错误; 因为碳棒可以用来作原电池的正极,错误; 可以用铜作负极,碳棒作正极,AgNO3溶液作电解质溶液,组成原电池,此时即可发生反应Cu2Ag=2A
11、gCu2,正确。A正确。 答案 A,1,2,3,4,5,2.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )A.两个装置都构成了原电池 B.甲装置构成了原电池,乙装置没有构成原电池 C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生 D.产生气泡的速率甲比乙慢,1,2,3,4,5,解析答案,解析 甲中构成了铜锌原电池,锌作负极,失电子;铜作正极,氢离子在铜极上得电子,生成氢气;总反应式为ZnH2SO4=ZnSO4H2。 乙装置没有构成原电池,因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。 答案 B,1,2,3,4,5,3.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中
12、,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( ) A.XYZ B.XZY C.YXZ D.YZX 解析 根据原电池原理,负极的金属比正极活泼,可知YX,根据金属活动性顺序和置换反应原理,可知XZ,故有YXZ。,1,2,3,4,5,C,解析答案,4.已知金属锈蚀的原理是在潮湿空气中金属表面形成水膜,金属与杂质和水膜中溶解的电解质组成原电池,从而使金属锈蚀加快,下列制品的镀层损坏后,金属腐蚀速率最快的是( ) A.镀铝塑扣 B.食品罐头盒(镀锡铁盒) C.白铁水桶(镀锌) D.镀银铜质奖章 解析 在构成原电池反应中,被腐蚀的是较活泼的作负极的金属,根据
13、金属活动顺序表, Zn、Al比Fe较活泼,Fe比Sn(锡)、Cu比Ag较活泼,而Fe比Cu活泼,故镀锡铁盒镀层破坏后腐蚀最快。,解析答案,1,2,3,4,5,B,5.现有如下两个反应: (A)NaOHHCl=NaClH2O (B)Cu2Ag=2AgCu2 (1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池_。,1,2,3,4,5,解析答案,解析 只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,(B)是氧化还原反应且能自发进行。,(A)不能,(B)可以,(2)如果不能,说明其原因_。,1,2,3,4,5,解析答案,解析 根据电池反应式Cu2Ag=2AgCu2可知,Cu失电子作负极,负极材料是Cu,正极材料应是比
14、铜不活泼的金属或能导电的非金属; Ag得电子,所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。,(A)不是氧化还原反应,没有电子转移,(3)如果可以,则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”): 负极:_,_,_。 正极:_,_ _,_。,Cu,Cu2e=Cu2,氧化反应,碳棒、Ag、铂、金(任选一),2Ag2e=2Ag,还原反应,返回,基础过关,分层训练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析答案,题组1 能源判断 1.下列有关能源的说法错误的是( ) A.风能是人类通过风车等工具获取的能源,但属于一次能源 B.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢
15、能将成为主要能源 C.月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦,它可作为未来核能的重要原料 D.原电池把化学能直接转化为电能,所以由原电池提供的电能是一次能源,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析 风能是直接从自然界中取得的能源,属于一次能源,原电池提供的电能是由化学能转化而得到的,不是直接获得的,属于二次能源,A正确,D错误; 随着时代的发展,化石能源逐渐枯竭,所以新能源时代污染小的核能、太阳能、氢能将成为主要能源,B、C正确。 答案 D,答案,题组2 原电池及正负极的判断 2.下列装置可以构成原电池的是( ),C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析答案,