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1、第二节第二节 化学能与电能化学能与电能太原师范学院化学系太原师范学院化学系062班班 闫丽闫丽 （一）、火力发电（一）、火力发电燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能一、化学能与电能的相互转化一、化学能与电能的相互转化a.我国煤炭资源丰富我国煤炭资源丰富,廉价方便廉价方便.b.电能清洁安全电能清洁安全,又快捷方便又快捷方便.a.排出大量的温室效应气体排出大量的温室效应气体.b.有废气可能导致酸雨有废气可能导致酸雨c.废料废水废料废水d.储量有限储量有限e.能量转换效率低能量转换效率低火力发电优点火力发电优点火力发电缺点火力发电缺点思考：假设你是电力工程师，面
2、对这思考：假设你是电力工程师，面对这些巨大的浪费，你会如何应对呢？些巨大的浪费，你会如何应对呢？a、改进火力发电、改进火力发电 就是尝试将化学能直接转化为电能，就是尝试将化学能直接转化为电能，就像电池。其好处就是减少中间环节能就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。更方便。b、研究新的发电方式、研究新的发电方式化学能电能化学能电能 ？1、燃烧的本质？、燃烧的本质？2、氧化还原反应的本质是什么？氧化还原反应的本质是什么？3、电子是如何转移的？、电子是如何转移的？燃烧是使化学能转化为电能的关键燃烧是使化学能转化为电能的关键氧
3、化还原反应氧化还原反应电子的转移电子的转移还原剂把电子转移给氧化剂还原剂把电子转移给氧化剂实验实验实验实验1 1将铜片放入稀硫酸将铜片放入稀硫酸将铜片放入稀硫酸将铜片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸将锌片放入稀硫酸CuZnH2SO4在在锌片表面锌片表面有气泡有气泡铜片表面没有气泡铜片表面没有气泡实验探究实验探究请你先请你先预测预测下列实验的现象，再动手下列实验的现象，再动手实验，实验，观察观察现象。现象。实验实验实验实验2 2用导线将锌片、铜片连接起来用导线将锌片、铜片连接起来用导线将锌片、铜片连接起来用导线将锌片、铜片连接起来在导线中间接入一个电流表在导线中间接入一
4、个电流表在导线中间接入一个电流表在导线中间接入一个电流表CuZnH2SO4铜片表面铜片表面也出现气泡也出现气泡也出现气泡也出现气泡电流计指针偏转电流计指针偏转A思考：思考：判断这个电池的正极、负极，指出电流判断这个电池的正极、负极，指出电流的方向、的方向、电子的流动方向电子的流动方向。从微观角度分析：在从微观角度分析：在什么位置什么位置发生了发生了什什么化学变化么化学变化？你能用化学语言表示吗。？你能用化学语言表示吗。 小组讨论小组讨论为什么铜片上也有气泡？为什么铜片上也有气泡？ 为什么电流计的指针会偏转？为什么电流计的指针会偏转？CuZnH2SO4e-负极负极ZnZnZnZn2+2+-2e-
5、2e- -2H2H+ +H H2 2+2e+2e- -锌片锌片铜片铜片氧化反应氧化反应还原反应还原反应正极正极总反应式：总反应式：总反应式：总反应式：Zn2H+Zn2+H2+ =+得电子得电子电子流入电子流入失电子失电子电子流出电子流出电极电极材料材料现象现象电子电子得失得失电极反应电极反应原电池的电极原电池的电极Zn片片Cu片片总的离子反应方程式总的离子反应方程式失失得得Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2负极负极正极正极Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有气有气体产体产生生Zn片片溶解溶解 1、原电池定义、原电池定义:把把化学能化学能转变为转变为电电能能 的装置的装置.（二）、化学能直
6、接转化为电能的（二）、化学能直接转化为电能的 原理与装置原理与装置“负极出电子，负极出电子，电子回正极电子回正极”原电池原电池必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应 较较活泼金属活泼金属发生氧化反应发生氧化反应向外线路提供电子向外线路提供电子原原电池的负极；电池的负极； 较不活泼金属（或石墨）较不活泼金属（或石墨）发生还原反应发生还原反应接受外线接受外线路提供的电子路提供的电子原电池的正极。原电池的正极。 判断原电池正、负极的方法判断原电池正、负极的方法由组成原电池的两极材料判断：由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极一般是活泼的金
7、属为负极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极根据电流方向或电子流动方向判断：根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。电子流动方向是由负极流向正极。根据原电池两极发生的变化来判断：根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。正极总是得电子发生还原反应。实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论： 电极材料均浸入电极材料均浸入电解质溶液电解质溶液中中实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的
8、条件结论： 两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路实验探究实验探究:形成原电池的条件形成原电池的条件结论： 一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应 uCH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）思考与交流思考与交流通过以上实验和探究，试说明化学电池通过以上实验和探究，试说明化学电池由几部分组成，它的组成条件是什么？由几部分组成，它的组成条件是什么？ 2、 总结归纳原电池的构成条件：总结归纳原电池的构成条件： 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。作电极。 电极材料均插入电解质溶液中。电极材
9、料均插入电解质溶液中。 两极相连形成闭合电路。两极相连形成闭合电路。有一个自发的氧化还原反应有一个自发的氧化还原反应 原电池设计思路：原电池设计思路： 放能量的氧化还原反应（放热反应）放能量的氧化还原反应（放热反应） 通常须两活性不同的电极通常须两活性不同的电极 电解质溶液电解质溶液 还原剂在负极失电子，发生氧化反还原剂在负极失电子，发生氧化反 应；氧应；氧 化剂在正极得电子化剂在正极得电子,发生还原反应发生还原反应1,ZnZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.3,Zn石墨石墨与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.4,FeZn与稀硫酸进行实验与稀硫酸进行实验.5,CuZn与乙醇进行实验与乙醇进行实验.6,CuZn与一个西红柿与一个西红柿(或一个苹果或一个苹果)进行实进行实验验.7,CuZn与两个西红柿进行实验与两个西红柿进行实验.8,CuZn与橙汁进行实验与橙汁进行实验.以上组合可以组成原电池以上组合可以组成原电池3,4,6,8例例1病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？实践活动实践活动自制电池自制电池水果电池。如下图：水果电池。如下图：
