《化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 化學(xué)能與電能2 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 化學(xué)能與電能2 新人教版必修2（25頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié)：化學(xué)能與電能第二節(jié)：化學(xué)能與電能 目標(biāo)定位目標(biāo)定位1、了解常見的化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化方式。舉例說明化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。2、知道原電池的組成及反應(yīng)原理，能夠應(yīng)用氧化還原理論解釋簡單的原電池反應(yīng)。3、知道干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學(xué)電源的特點(diǎn)。認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。難點(diǎn)提示：難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。 難點(diǎn)：通過原電池實(shí)驗(yàn)的探究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。求知課堂互動(dòng)求知課堂互動(dòng) 一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化1、一次能源和二次能源一次能源： 的能源。
2、直接從自然界取得分為 。 。水力、風(fēng)力、潮汐、地?zé)?、煤、石油、天然氣、天然鈾礦等其特點(diǎn)是： 。在于自存然界，可直接獲得二次能： 的 能源。常見的如： 。 一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到電能、蒸汽能、機(jī)械能等其特點(diǎn)是： 。 。把存在于自然界的能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換得到由于電能具有易輸送、能儲(chǔ)藏，可以很方便地轉(zhuǎn)換為光能、熱能、機(jī)械能，而且適用范圍廣的特點(diǎn)，是最重要的二次能源。2、化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為電能傳統(tǒng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式是通過化石燃料的燃燒 其轉(zhuǎn)換過程： 化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能通過鍋爐實(shí)現(xiàn)通過蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)通過發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)： 。 。由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，存在效率低、 能源浪費(fèi)、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題
3、3、化學(xué)能通過原電池轉(zhuǎn)化為電能銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)24 P35 現(xiàn)象：關(guān)閉電鍵K可以看到電流計(jì) ， 鋅片 ，銅片上 。反應(yīng)原理： 鋅片： 銅片： 總反應(yīng)式： 指針偏轉(zhuǎn)溶解產(chǎn)生氣泡Zn2e =Zn2+2H+ 2e =H2Zn + 2H+ = Zn2+ + H2a、 把鋅片換成鎂片 鎂片： 銅片：總反應(yīng)式 Mg2e =Mg2+2H+ 2e =H2Mg + 2H+ =Mg 2+ + H2 b、 把鋅片換成鐵片 鐵片： 銅片： 總反應(yīng)式： Fe2e =Fe2+2H+ 2e =H2Fe + 2H+ =Fe 2+ + H2c、 把H2SO4換成Cu SO4 鋅片： 銅片：總反應(yīng)式：看到的現(xiàn)象：鋅片 ，銅片 ，C
4、u SO4溶液 。Zn2e =Zn2+Cu2+ 2e =CuZn + Cu2+ = Zn2+ +Cu溶解變粗顏色變淺原電池小結(jié)定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置本質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移原電池正、負(fù)極的判斷 a根據(jù)電子流向判斷，電子流出的一極為 極，電子流入的一極為 極 b根據(jù)電極金屬的活潑性判斷，較活潑的金屬為 極，較不活潑的金屬或非金屬為 極 c根據(jù)反應(yīng)類型判斷，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的為 極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)的為 極 d根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷，通常負(fù)極會(huì)逐漸溶解，正極會(huì)有氣體產(chǎn)生或有固體析出。負(fù)正負(fù)正負(fù)正原電池形成條件：原電池形成條件： a活動(dòng)性不同的兩電極（連活動(dòng)性不同的兩電極（連接）；接）； b電解質(zhì)溶液
5、（插入其中并電解質(zhì)溶液（插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng)）與電極自發(fā)反應(yīng)）； c電極形成閉合電路電極形成閉合電路 。電子流動(dòng)方向（與電流方向相反） 。負(fù)極導(dǎo)線正極原電池電極反應(yīng)方程式的書寫a、確定原電池的正、負(fù)極，以及兩極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。b、書寫電極反應(yīng)式時(shí)，應(yīng)重視介質(zhì)是否參與反應(yīng)，并注意兩極得失電子總數(shù)相等。c、將兩極的電極反應(yīng)式相加可得原電池的總反應(yīng)式。原電池原理的應(yīng)用 a、加快氧化還原反應(yīng)的速率 b、比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱 c、設(shè)計(jì)原電池 如利用 Cu+2FeCl3= CuCl2+2FeCl2 的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池 負(fù)極：Cu2e = Cu2+
6、氧化反應(yīng)正極：2Fe3+ +2e =2Fe2+還原反應(yīng)d、金屬的腐蝕 例如鐵的腐蝕1、析氫腐蝕 （酸性較強(qiáng)的條件下的腐蝕）負(fù)極：Fe2e =Fe2+正極： 2H+ 2e =H22、吸氧腐蝕（酸性較弱或中性條件下的腐蝕）負(fù)極：2Fe4e =2Fe2+正極：O2+2H2O+4e =4OH 1、燒杯中盛的是水，鐵圈和銀圈直接相連，在接頭處用一根絕緣細(xì)絲吊住，并使之平衡，小心地從燒杯中央滴入Cu SO4溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后，觀察到的現(xiàn)象是（ ）A兩圈仍保持平衡B有氣泡產(chǎn)生，兩圈搖擺不定 C鐵圈向下傾斜 D銀圈向下傾斜銀圈鐵圈D2、由鎂片、鋁片、導(dǎo)線和NaOH溶液構(gòu)成的 原電池的負(fù)極是 ，正極反應(yīng)式 ，
7、負(fù)極反應(yīng)式 。 鋁片6H+6e =3H22Al 6e +8OH =2AlO2+4H2O二、發(fā)展中的化學(xué)電源 1 、 干電池干電池是用鋅制筒形外殼作 ，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作 ，在石墨周圍填充NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有 黑色粉末，吸收正極放出的 。電極反應(yīng)式為：負(fù)極： 正極： 電池總反應(yīng)式：負(fù)極正極MnO2H2Zn2e =Zn2+2NH4+2e =2NH3+2H2（2MnO2+H2=Mn2O3+H2O）Zn + 2NH4+ =Zn2+ +2NH3+2H2淀粉糊的作用是： 提高陰、陽離子在兩極的遷移速率干電池的特點(diǎn)是： 只能一次性使用2、充電電池 充電電池又稱 ?？沙潆婋姵厥莾蓸O都參
8、加反應(yīng)的電池。這是一種發(fā)展較快的原電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池、（紐扣電池）、鋰電池 、 愛 迪 生 蓄 電 池 等 ， 它 們 的 負(fù) 極是 ，正極一般是 。放電時(shí)，負(fù)極被 。正極材料的氧化物被 ，充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)相反。較活潑的金屬金屬氧化物二次電池氧化還原鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或透明塑料制成方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的 ，負(fù)極板是海綿狀的 ，兩極均浸入 溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式：鉛蓄電池PbO2金屬鉛硫酸Pb+SO42 2e =PbSO4PbO2+4H+SO42 +2e = PbSO4+2H2OPb+ PbO2+2H2
9、SO4= 2PbSO4+2H2O當(dāng)硫酸的濃度降低，溶液的密度達(dá)1.18g/cm3時(shí)應(yīng)停止使用，需充電，充電時(shí)起電解池的作用，電極反應(yīng)為： 陽極： 陰極： 充電總反應(yīng)式：鉛蓄電池放電和充電總反應(yīng)式：PbSO4+2H2O2e =PbO2+4H+SO42PbSO4 +2e = Pb+SO42 2PbSO4+2H2O= Pb+ PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電鎳鎘電池鎳鎘電池以Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極，以KOH為電解質(zhì) 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式：Cd2e+2OH =Cd(OH)22NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2O
10、H Cd +2NiO(OH) 2 +2H2O =Cd(OH)2+2Ni(OH)2 氫鎳電池 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式：H2 +2OH 2e= 2H2O2NiO(OH) +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 鋰電池鋰電池是新一代可充電的綠色電池，已成為筆記本電腦、可移動(dòng)電話、攝象機(jī)等低功耗電器的主流電源。三、燃料電池氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為鉑電極，活性炭電極，電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液。 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式： 2H2 +4OH 4e=4H2OO2+2H2O+ 4e= 4OH 2H2 + O2 = 2H2O 若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 負(fù)極： 正極： 放電總反應(yīng)式： 2H24e=4H+ O2+ 4H+ + 4e= 2H2O2H2 + O2 = 2H2O甲烷氧氣燃料電池該電池用鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通甲烷和氧氣 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式：CH4+10OH8e=CO32+7H2O2O2+4H2O+8e= 8OHCH4+ 2O2+2KOH =K2CO3 +3H2OAl空氣海水電池 負(fù)極： 正極：放電總反應(yīng)式： 4Al 12e = 4Al3+3O2+6H2O+12e= 12OH4Al + 3O2+6H2O= 4Al( OH)3
化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 化學(xué)能與電能2 新人教版必修2
