化学能与电能.

知识技能1、认识原电池的反应原理、构造及应用；2、认识化学能转变成电能的本质；3、认识常见的化学电源，了解燃料电池的构造原理。课标三维目标格林太太有一口整齐洁白的牙齿.但其中镶有两颗假牙:一颗是黄金的——这是她富有的象征;另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹.令人百思不解的是:打从车祸以后,格林太太经常头疼,夜间失眠,心情烦躁……尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁但格林太太的病症未能有丝毫的减轻,而且日趋严重……请你分析病情的根源……能源：流水风力石油天然气蒸汽电力原煤能源的分类：直接从自然界取得的能源。一次能源经过加工、转换得到的能源。如：风力、原煤、天然气、石油、流水。如：电力，蒸汽。一次能源：二次能源：火电站你从下图中能看出来这是什么单位吗？火电站是怎样发电的？火电站工作原理一、化学能与电能的相互转化化学能（燃料）热能机械能电能燃烧蒸汽发电机（蒸汽轮机）（2）存在的问题：经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低；环境污染严重。（1）能量转换：1、火力发电一、化学能与电能的相互转化化学能（燃料）热能机械能电能燃烧蒸汽发电机（蒸汽轮机）（1）能量转换：1、火力发电氧化还原反应有电子转移带电微粒定向移动特殊的装置？思考直接化学能电能的装置应具备什么特征干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池这种将化学能转变为电能的装置叫做。原电池【实验2-4】(1)分别把锌片和铜片插入到稀H2SO4中,观察现象。原理导析锌片表面有气泡铜片表面无气泡；Zn+2H+=Zn2++H2【实验2-4】（2）再用导线把锌片和铜片连接起来，观察铜片上有无气泡产生？原电池原理（3）在导线中间接入一个电流表，观察电流表的指针是否偏转?A化学能电能？（看书P35页第二、三段，回答问题）1、当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转换为电能。2、把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。3、需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。4、考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。5、从电学角度考虑仪器选择和组装问题。【实验2-4】(3)实验2-4现象铜片锌片电流表连通导线前，锌片表面有气泡，铜片表面无气泡；连通导线后，电流表的指针发生偏转，有电流通过。连通导线后铜的表面有气泡产生。思考：原电池有正极和负极，据电子流向区分：原电池“负极出电子，电子回正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应电极反应及电子流向负极（锌片）：Zn-2e-=Zn2+氧化反应正极（铜片）：2H++2e-=H2还原反应失去电子（电子流出）的电极为电极反应方程式为：负极正极总反应：Zn+2H+=Zn2++H2电子由极流向极；电流由极流向极。负正极正负极得到电子（电子流入）的电极为原电池的电极判断方法电极名称电极材料反应类型电子流动方向负极正极较活泼金属较不活泼金属（或碳棒）氧化反应还原反应电子流出的一极电子流入的一极CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）（不可以）Cu—Zn与一个西红柿(或一个苹果)进行实验.Cu—Zn与两个西红柿进行实验.Cu—Zn与橙汁进行实验.（可以）（可以）（不可以）总结:构成原电池的条件★有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极★电解质溶液★两极相连形成闭合电路★有自发进行的氧化还原反应【课堂反馈】下列哪些装置能产生电流，形成原电池？√(3)(4)(5)(6)(2)(1)H2SO4(aq)ZnFeA√ACuSO4(aq)ZnZnCuSO4(aq)AZnCuAH2SO4(aq)ZnCA酒精ZnCu√ZnCuCuSO4(aq)H2SO4(aq)A(7)√NaCl溶液请同学们根据原电池的原理，指出下列原电池的正极与负极分别是什么？写出电极反应方程式和总反应方程式。巩固练习相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？病例分析你能为她开一个药方吗？一、化学能与电能的相互转化1、火力发电化学能（燃料）热能机械能电能燃烧蒸汽发电机（蒸汽轮机）本课小结2、原电池（1）概念:把化学能转变为电能的装置——原电池（2）原电池的构成条件①活泼性不同的两种金属（或一种金属和另一种非金属导体）做两个电极。②电解质溶液。③构成闭合回路（电极用导线连接，插入到电解质溶液中）。④是自发进行的氧化还原反应本课小结（3）原电池两极的确定（4）原电池的工作原理（负极发生氧化反应；正极发生还原反应）判断原电池正、负极的方法1、由组成原电池的两极材料活泼性判断正负极：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,或质量增加或不变为正极练习⒈判断下列装置哪些构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式。①②③(×)(×)(√)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(√)(√)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++Cu或Fe+CuSO4＝Cu+FeSO42、把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中用导线两两相连可以组成各种原电池，若a、b相连时a为负极；c、d相连时，c为负极，a、c相连时，a为正极，b、d相连时，b为负极，则这四种金属的活动性顺序为（）A、a＞b＞c＞dB、a＞c＞b＞dC、b＞d＞c＞aD、c＞a＞b＞dD3.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是()A.MgB.FeC.AlD.CuBD4.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的PH()A.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小C二、发展中的化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池1、干电池结构及电极反应原理最早使用的化学电池是，也是最普通的干电池，是一种，不可逆。锌锰电池一次性电池锌锰电池的负极是锌筒，正极是碳棒，电解质溶液是MnO2和NH4Cl糊状物（酸性，锌筒易腐蚀）。将NH4Cl换成KOH，可制成碱性电池。延长电池寿命，提高性能。看过即答看谁记得准铅蓄电池：最早使用的充电电池。镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用500次以上。铅蓄电池2、充电电池汽车用蓄电池锂离子电池锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。2、充电电池充电电池又称，可逆，可循环。二次电池最早使用的充电电池是，它的负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是H2SO4。（汽车电瓶）铅蓄电池新型封闭式镍镉电池，体积小，便于携带；Cd是负极，NiO（OH）是正极，KOH作电解质；镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。是新一代可充电的绿色电池，质量轻、高能量、无污染。锂离子电池3、新型燃料电池3、燃料电池燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，燃烧放出的化学能直接转化为电能，可以提高燃料的利用率。燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。如，H2燃烧生成物是H2O；CH4燃烧生成物是CO2和H2O。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于：反应物不是储存在电池内部，而是用外加的设备，源源不断的提供燃料和氧化剂等，使反应能连续进行。锂电池锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。其他电池空气电池KOH溶液H2O2H2Oab例,1969年美国“阿波罗11号”登月成功。飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。a是极，b是极负正练习•1.废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是()•A．锌B．汞C．石墨D．二氧化锰•2.实验室中制取氢气，最好的方法是()•A．纯锌与稀硫酸反应•B．纯锌与浓硫酸反应•C．纯锌与稀盐酸反应•D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应BD•••3.表明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的叙述正确的是()•A．在氧化还原反应中，甲失电子比乙失电子多•B．甲比乙同价态的阳离子的氧化性强•C．甲能与稀盐酸反应生成氢气而乙不能•D．将甲与乙组成原电池时，甲为正极C•5.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是()ABCD正极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2S04CuSO4FeCl2C•8.X，Y，Z都是金属，把X浸AZ的硝酸溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X，Y，Z三种金属的活动性顺序为()•A．XYZB．XZY•C．YXZD．YZX•9.对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是()•①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出lgH2④铜片上析出1molH2•A．①和③B．①和④•C．②和③D．②和④CA•10.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，正极是，发生，电极反应是；•负极是，发生，电极反应是，总的反应式(离子方程式)是。•11.干电池与充电电池的本质区别在于：；而燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于。铜还原反应2H++2e-=H2锌氧化反应Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2内部的氧化还原反应是否可逆反应是否能连续进行•12.据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn+02=2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列叙述正确的是()•A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn-2e-=Zn2+•C．正极发生氧化反应•D．电解液肯定不是强酸B•13.有A，B，c，D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A，D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是()•A．DCABB．DABC•C．DBACD．BADCB