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1、第二节 化学能与电能,第一课时,江西省南昌市第一中学 朱强国,2001年我国发电总量构成图,火力81.2%,一、化学能转化为电能,1 火力发电原理及过程,思考：火力发电的过程能量是怎样转化的？,化学能（燃料）,燃烧,热能,蒸汽,机械能 （涡轮机）,发电机,电能,一、化学能转化为电能,【思考与交流】,火 力 发 电 有 什 么 缺 点,1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机,2.煤炭燃烧会产生污染性气体,3.经多次转换，能量损耗大，燃料的 利用率低,化学能 电能,直接？,实验一,将铜片和锌片分别插入稀硫 酸溶液中，观察现象并解释原因。,现象：,解释：,Zn片上有气泡（H2）， Zn片逐溶解；Cu
2、片无明显现象。,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,实验二,将铜片和锌片用导线连接插 入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。,现象：,解释：,Zn片逐渐溶解但无气泡； Cu片上有气泡（H2）；电流计指针偏转。,？,G,指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。,Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，Zn片失去的电子（ Zn2e = Zn2+）变成Zn2+进入溶液，电子经导线流向Cu片， 溶液中的H由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2（2H+2e = H2 ）,【分析与讨论】,一、化学能转化为电能,1.原电池,（1）定义：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池,（电源）,
3、（2）规定：,负极：,正极：,电子流出（或电流流进） 的一极,电子流进（或电流流出） 的一极,1.原电池,（3）电极反应：,负极,正极,Zn-2e-=Zn2+,2H+2e-=H2,氧化反应,还原反应,Zn+2H+=Zn2+H2（两个电极反应之和）,一、化学能转化为电能,一、化学能转化为电能,1.原电池,（4）原理：,e-,外电路：,内电路：,阳离子正极,阴离子负极,这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流,一、化学能转化为电能,1.原电池,回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些,组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器,构成条件猜想：,电极有关
4、-相同的电极材料,导线有关-切断导线,电解质溶液有关-非电解质,实验探究:形成原电池的条件,结论：,有两种活动性不同的金属作电极,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,有两种活泼性不同的金属 （或一种是非金属导体）作电极,其中,较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极,可以,实验探究:形成原电池的条件,结论：,两极相连形成闭合电路,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,电极材料均浸入的是电解质溶液,不可,实验探究:形成原电池的条件,结论：,一个自发进行的氧化还原反应,u,不可,（5）原电池组成条件, 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）作电极 其中较活
5、泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）；特殊AI-Mg-NaOH是Al作负极 电解质溶液 形成闭合回路 能自发地发生氧化还原反应,两极一液一连线,1.原电池,判断原电池正、负极的方法,1、由组成原电池的两极材料判断：,一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极,2、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； 电子流动方向是由负极流向正极。,3、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， 正极总是得电子发生还原反应。,【归纳小结】,4、电极反应现象,不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或
6、质量增加或不变为正极,（6）原电池原理的应用,制作化学电源 加快反应速率： 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 判断金属活动性的强弱 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。 钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀,Zn Cu,Fe C(石墨),Zn Cu,Zn Zn,Fe Cu,Si C(石墨),稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C D,Zn Cu,稀H2SO4 酒精 稀H2SO4 E F G,习题一：,原电池的判断,1.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此
7、金属是( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu,原电池的工作原理,B,2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 pH( ) A.不 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小,C,习题二,3.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）,A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4 B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸 C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液,D,习题二,原电池的工作原理,Fe,比Fe不活泼的金属或石墨,CuSO4 、CuCl2等,负极： 正极： 电解质溶液：,4.请根据反应:Fe+Cu2+=Fe2+Cu 设计原电池，你有哪些可行方案?,Cu2+溶液,习题二,原电池的工作原理,习题三,5.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( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b d Db d c a,B,利用原电池电极判断金属性强弱,