高中化学人教版 (新课标)必修2第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能图文课件ppt

这是一份高中化学人教版 (新课标)必修2第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能图文课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了化学与能源，化学能，机械能，发电机，火电站工作原理图，火力发电的利与弊，能量转化效率低，交流与讨论，改进火力发电，研究新的发电方式等内容，欢迎下载使用。

2001年我国发电总量构成
2006年我国发电总量构成
1、我国煤炭资源丰富廉价方便;2、电能清洁安全，又快捷方便，节省时间。
1、排出大量温室效应气体（CO2）和废气（SO2），能导致酸雨;
2、产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液;
思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？
方式之一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损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。
如何将化学能直接转化为电能，进而提高资源的利用率呢？
意大利科学家伏打于1799年研究并发明了世界上第一个电池——伏打电池
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
将Zn和Cu用导线相连，插入稀硫酸中，观察Cu上有何现象？
为什么会出现这样的现象，你的猜想是什么？
利用氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置。
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极：活泼性较强；电子流出；失电子的；发生氧化反应的；电流(经外电路)流进；电流(经内电路)流出；阴离子移向；质量减轻的……
正极：活泼性较弱(或能导电的非金属)；电子流入；得电子的；发生还原反应的；电流(经外电路)流出；电流(经内电路)流入；阳离子移向；有气泡放出的……
“电子不下水离子不上岸”
X、Y、Z、W为四种金属电极，试将它们按照金属性由强到弱排列；并判断第四个原电池中正负极。
观察：电流计指针是否偏转。
稀硫酸 稀硫酸 乙醇 硫酸铜溶液
5、形成原电池的条件：
注意：必须有一个自发进行的氧化还原反应。
1．有两种活动性不同的导体做电极；
2．两个电极插入电解质溶液中；
格林太太是位漂亮、开朗、乐观的女士。当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的——这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸后留下的痕迹。
化学家们发现了什么？你能为格林太太开个药方吗？
令人百思不得其解的是，自从车祸后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生搅尽了脑汁，格林太太的病情仍未好转……
1.请判断下图能否构成原电池，若能，指出正负极，并写出电极反应式。
2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,该反应的的原电池正确组合是（ ）
3.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( ) A．a ＞ b ＞ c ＞ d B．a ＞ c ＞ d ＞ b C．c ＞ a ＞ b ＞ d D．b ＞ d ＞ c ＞ a
4.请判断下列原电池的正负极：
练习：写出电极反应式及总反应式
判断正负极，并写出相应的电极反应式：
6、原电池反应的利与弊
②进行金属活泼性强弱判断
④金属因发生原电池反应而腐蚀
如粗Zn与稀硫酸反应比纯Zn快，如加入硫酸铜也可加快反应速率
7、根据氧化还原反应设计原电池
Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2
Cu + 2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2
(一)干电池---一次性电池
Zn-2e-＝Zn2+
2NH4++2e-＝2NH3+H2
H2+2MnO2＝Mn2O3+H2O
Zn2++4NH3＝[Zn(NH3)4]2+
总反应：2Zn + 4MnO2 + 4NH4Cl =[Zn(NH3)4]Cl2 + 2Mn2O3 + ZnCl2 + 2H2O
（-）Zn | NH4Cl | C（+）
1、铅蓄电池：(-)Pb | H2SO4 | PbO2(+)
Pb+SO42--2e-＝PbSO4
PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O
Pb+PbO2+4H++2SO42-＝2PbSO4+2H2O
(二) 充电电池(二次电池)
二、发展中的化学电源
思考：若转移2 ml e-,消耗多少H2SO4？PH咋变？负极板质量呢？
特点：①可逆向进行，即充电；②电解液PH增大
特点：①“绿色”；②容量大；③电解液中不能有水
①原理：将燃料和氧化剂(如:O2)反应所放出的化学能转化为电能。
③两极材料：惰性材料，只具导电性。
②反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。
⑤导电介质：可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。
有关燃料电池的几点说明：
负极：2H2 + 4OH- - 4e- ＝ 4H2O
正极： O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-
总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O
(-)H2 | OH- | O2(+)
(-)H2 | H+ | O2(+)
负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+
正极：O2 + 4e- + 4H+ ＝2H2O
碱性/中性： O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-
酸性： O2 + 4e- + 4H+ ＝ 2H2O
燃料电池电极反应式的写法：
(-)CH4 | H+ | O2(+)
负极：CH4 - 8e- + 2H2O ＝ 8H+ + CO2
正极：2O2 + 8e- + 8H+ ＝4H2O
总反应式: CH4 + 2O2 ＝ CO2 + 2H2O
(-)CH4 | OH- | O2(+)
负极：CH4 - 8e- + 10OH- ＝ 7H2O + CO32-
总反应式: CH4 + 2O2 + 2OH-＝ CO32+ + 3H2O
正极： 2O2 + 8e- + 4H2O ＝ 8OH-
注意：燃料电池总反应式一般为燃烧方程式(去“点燃”);但当生成物有后续反应时，加和后续反应.
写出CH4O燃料电池的总反应式和电极反应式
写出CxHy燃料电池的总反应式和电极反应式
讨论1、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可以表示为：在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn（1994年全国高考试题）
讨论2、人造地球卫星用到一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应为：Zn +2OH－－2e =ZnO +H2O，Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是（ ）A、负极，并被氧化 B、正极，并被还原 C、负极，并被还原 D、正极，并被氧化
讨论3、已知锌电池发生的电极反应式为：锌片：Zn +2OH--2e＝ZnO+H2O，石墨：H2O+(1/2)O2+2e＝2OH-，据此，下列判断中正确的是（提示：ZnO为两性氧化物）（ ）A、反应一定是在酸性溶液进行B、反应过程中电解溶液pH值一定变大C、反应过程中，OH-向负极移动D、反应过程中，溶液pH值变小