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1、第二节 化学能与电能 第一课时 化学能与电能的相互转化,第二章 化学反应与能量,有些人把能源分为一次能源和二次能源，请问太阳能和电能属于那一类呢？,一次能源：直接从自然界取得的能源，例如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。,想一想,二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，例如电力、蒸汽等。,2001年我国发电总量构成如图2-7，火力发电居于首位。,思考： 1.煤燃烧的本质是什么？ 氧化剂与还原剂之间发生电子转移，即氧化还原反应。 2.请大家根据图2-8分析火力发电具有那些缺点？,3.能否将化学能直接转变为电能供我们使用呢？,产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也会造成酸雨，破坏
2、生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。,1.在实验(一)中,溶液中的H+在哪块金属上得到电子被还原生成氢气? 2.在实验(二)中的铜片上是否有现象?铜的金属活动性在氢后面，为何在铜的表面有氢气放出呢？实验(二)中电流表的指针有何变化？,Zn,Cu,探究实验,稀硫酸,一、原电池 1、原电池：将化学能转变成电能的装置。,电脑模拟原电池原理的微观过程,Zn-2e-=Zn2+,氧化反应,2H+2e-=H2,还原反应,负极,正极,总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,原电池,外电路 电子：负极正极 电流：正极负极,必发生 失电子 的 氧化反应,必发生 得电子 的 还原反应,交流与
3、思考根据原电池正负构造特点，总结出原电池外电路中电子的流动方向、电流流动方向，内电路离子流动方向。,内电路 阴离子负极 阳离子正极,2、原电池工作原理,较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极） 。,探究形成原电池的条件,（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,（可以）,（不可以）,形成条件二：电极需插进电解质溶液中,第二组实验,探究形成原电池的条件,第三组实验,探究形成原电池的条件,形成条件三：必须形成闭合回路,（不可以）,二.构成原电池的条
4、件: 前提：自发进行的氧化还原反应 1、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。,2、两极材料均插入电解质溶液中。,3、两极相连形成闭合回路。,负极: 较活泼的金属 正极: 较不活泼的金属或非金属导体,A,A,练习：判断下列原电池的正负极,稀硫酸,你知道了吗,由于金和铁（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假牙。,Zn,Zn,Cu,A,B,C,D,E,F,练习1 下列哪些装置能构成原电池？,G,练习2如右图,Zn和Cu之间设有隔膜，隔膜有微孔，离子可自由通过。,该装置属于原电池吗?
5、,Zn,氧化,Cu,Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,负,正,正,负,正,Cu2+,练习3如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是,( D ),A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；,讨论4是否金属越活泼，一定作负极？越不活泼，一定作正极？,不一定,将Al片和Cu片用导线连接,一组插入浓硝酸中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成原电池: (1)在这两组原电池中,负极分别是 . (2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:,Cu片、 A
6、l片,负极： Cu -2e- = Cu 2+ 正极： 4H+ +2NO3 + 2e- = 2NO2 +2H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3=2NO2 + Cu 2+ + 2H2O,金属的活泼是相对于电解质溶液的活泼 先能与电解质溶液反应的做负极,练习5下列关于原电池的叙述正确的是( ) A. 构成原电池的正极和负极必须是两种活泼的金属 B. 原电池中做正极的金属也可失电子 C、原电池中电子流出的一极是负极，该极被氧化 D、原电池放电时，电流的方向是从负极到正极,C,2、原电池原理的应用：,从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应都可设计为原电池。,哪些反应能设计成原电池?,(1) 设计原电池
7、,动脑动手 有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、导线、水果 （西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。,例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( ) ,C,因为X置换出Z,所以金属性,负极的金属较活泼,所以,(2)判断金属活动性的强弱,一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极,练习6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
8、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 ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a,B,练习7把A,B两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中,结果发现A金属上有气体产生,则下列说法正确的是( ) A. A为正极,A较活泼 B. B为负极,B较活泼 C. A上发生的是氧化反应 D. A的质量减小,B,（3）、形成原电池能加快化学反应速率,氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e-,沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e-= H2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,Zn+2H+=Zn2+H
9、2,小结：,练习 由碳棒、铁片和200mL稀H2SO4组成的原电池中，当在碳棒上共放出3.36L（标准状况）气体时，求消耗铁多少克？有多少个电子通过了电线？,解:负极反应: Fe 2e- = Fe2+ 正极反应： 2H+ + 2e- = H2 总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,56g 22.4L m(Fe) 3.36L,m(Fe)= 8.4g,电子数= 8.4g56g/mol2mol6.021023/mol = 1.8061023,练习请判断下列原电池的正负极情况和电流方向,写出电极反应方程式和总反应方程式.,+ -, A 负极(Zn): Zn 2e- = Zn2+ 正极(Fe): Cu2+ + 2e- = Cu 总反应: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu, B 负极(Zn): Zn 2e- = Zn2+ 正极(C): 2Ag+ + 2e- = 2Ag 总反应: Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag, C 负极(Fe): Fe 2e- = Fe2+ 正极(C): 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ 总反应: Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+,
