y化学能与电能讲课用
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《化学能与电能》 讲义
《化学能与电能》讲义一、引入在我们的日常生活中，电无处不在。
从照明的灯泡到驱动各种电器设备，电能为我们的生活带来了极大的便利。
但你有没有想过，电能是从哪里来的呢？其实，化学能就是电能的一个重要来源。
那么，什么是化学能？什么是电能？它们之间又有着怎样的关系呢？接下来，让我们一起深入探讨化学能与电能的奥秘。
二、化学能化学能是一种隐藏在物质内部的能量，它存在于化学键之中。
当化学反应发生时，化学键的断裂和形成会导致化学能的释放或吸收。
比如说，我们燃烧煤炭或者石油，这就是一个化学变化的过程。
在这个过程中，燃料中的化学能被释放出来，转化为热能和光能等其他形式的能量。
再比如，食物在我们体内被消化和代谢，也是一系列复杂的化学反应，释放出化学能，为我们的身体活动提供能量。
化学能的大小取决于物质的种类、数量以及化学键的强度等因素。
不同的物质所蕴含的化学能是不同的，而且化学反应的条件也会影响化学能的释放或吸收的程度。
三、电能电能是指电荷在电场中移动所具有的能量。
简单来说，当电子在电路中流动时，就产生了电能。
我们平常使用的电池，就是将化学能转化为电能的装置。
电池内部的化学反应产生了电子的流动，从而形成了电流，为我们的电子设备提供电能。
电能具有很多优点，比如它可以方便地传输和分配，可以通过电线迅速地到达需要的地方。
而且电能的转化效率相对较高，可以很容易地转化为其他形式的能量，比如机械能、热能、光能等。
四、化学能转化为电能现在让我们来重点了解一下化学能是如何转化为电能的。
这就要提到一种重要的装置——原电池。
原电池是将化学能直接转化为电能的装置。
它由两个半电池组成，每个半电池都包含一种电极材料和相应的电解质溶液。
以铜锌原电池为例，锌片和硫酸锌溶液组成一个半电池，铜片和硫酸铜溶液组成另一个半电池。
当用导线将锌片和铜片连接起来时，就形成了一个通路。
在这个过程中，锌片上的锌原子失去电子，变成锌离子进入溶液，电子通过导线流向铜片。
溶液中的铜离子在铜片上得到电子，被还原成铜单质。
化学能与电能公开课说课课件(19张)讲述
情景 创设
氧化还原反应与原电 池的关系
运用所学知识，自主设 计原电池
理论 分析
实验 探究
拓展 应用
柠檬原电池
化学能直接转变为电能 的装置
5min
6min 20min 8min
四、教学过程 实验科学派
引入
柠檬原电池
四、教学过程 究3
形成T学e原x生电t 分i池n组的h实e条r验e件： 1.有感两受种能活量动转性化不同 的金属（或金属和非 金属单质）做电极 2.电极材料要插入电 解质溶液 3.形成闭合回路
能
和
地 知识内容
位
能使学生清楚的认识原电池的工作原理及构 成条件，初步形成原电池的概念并能写出电 极反应式
二、学情分析
2 学情分析
学生已有知识：氧化还原反应、电解质、电离等 概念及相关的物理学知识。
学生认知特点：从已有经验出发，学生容 易接受；将理论应用于实际，学生能够加 深理解。
本班学生特点：基础知识较好，初 步具备了理论分析和探究能力，在 教师引导下，可以自主分析问题。
普通高中课程标准实验教科书 化学 2（人教版）
第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
说课内容
一、教材分析 二、学情分析 三、教学目标 四、教学过程
一、教学背景
1 教材分析
本
说明化学能与电能的转化关系及其应用
课 教
课标要求
学
电化学中的重要知识，初中化学的提升和拓
的 功
教材地位
展，承接化学1的氧化还原反应，铺垫选修4 化学能与电能的相互转化
原电池装置
Zn-C-H2SO4
Zn-Cu-C2H5OH 电路不闭合
工作原理的探究-动画演示
化学能与电能课件
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病” 就是因汞中毒引起的。
化学能与电能
24
二、发展中的化学电源
减少污染 节约资源
化学能与电能
25
课堂总结
1.一个电极参与反应（简易原电池，干电池）： 负极：M - ne- == Mx+ 正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属
2.两个电极均参与反应 (铅蓄电池): 金属为负极，金属化合物为正极
化学能与电能
16
（2）充电电池(又称二次电池) 铅蓄电池
负极: Pb +SO42- - 2e- == PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- == PbSO4 + 2H2O
电池总反应式：
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：
放电
PbO2 + Pb + 2H2SO4 充电 2PbSO4 + 2H2O
干电池 碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
化学能与电能
12
二、发展中的化学电源
化学电池
一次性电池：如干电池
二次电池（可充电电池）：铅蓄 电池等
燃料电池：氢氧燃料电池
化学能与电能
13
（1）干电池结构及电极反应原理
干电池
碱性电池
化学能与电能
14
二、发展中的化学电源
• 思考与交流：锌锰干电池即使不用，放置 过久，也会失效（作为电解质的糊状NH4Cl 显酸性），为了充分而有效地利用锌锰干电 池，在购买、保存和使用方面你有何经验与 建议？请与同学交流分享。
优点：可反复使用
化学能与电能
19
3、燃料电池
燃料电池：它是一种高效、环 境友好的发电装置。它的电极 材料一般为活性电极，具有很 强的催化活性，如铂电极，活 性炭电极等。燃料电池由3个 主要部分组成：燃料电极（负 极） ；电解液 ；空气／氧气 电极（正极） 。
《化学能与电能》课件
本质区别
化学能与电能之间的本质区别是什么？我们一起来回顾吧。
应用前景
化学能与电能的应用前景有哪些？未来的发展方向是什么？
《化学能与电能》PPT课 件
在这个PPT课件中，我们将探讨化学能与电能之间的关系，包括能量转化、基 本特性和应用。让我们一起了解这个引人入胜的话题！
化学能概述
了解化学反应的能量变化、分类以及化学能转化的示例，为我们进一步探讨化学能与电能之间的 联系打下基础。
1 能量变化
化学反应的能量变化如何影响化学能的转化。
2 分类
从化学反应中提取出的不同类型的化学能。
3 示例
通过实际例子了解化学能是如何转化的。
电能概述
探讨电能的来源、基本特性以及构成电路的基本元件，为我们理解电能与化学能之间的关系提供 基础知识。
来源
我们如何获取电能？电能是 从何而来的呢？
基本特性
电能具有哪些独特的性质和 特点？
基本元件
构成电路的基本元件有哪些？ 它们的作用是什么？
探索不同类型的电池和燃 料电池，以及它们在不同 领域的实际应用。
化学能与电能的联系和区别
比较和对比电能和化学能之间的关系，以及它们在转换过程中的效率和应用。
关系 电能与化学能的关系
效率 转换效率的比较
应用
电化学与化学能在实际应 用中的角色
化学能与电能的应用
探索电池在不同领域的应用，燃料电池的广泛应用，以及电化学加工技术在现代工，包括电子设备、车辆和能源存储。
2
燃料电池的应用
燃料电池的应用领域涵盖交通运输、能源生产和可持续发展。
3
电化学加工技术
了解电化学加工技术在制造业和材料科学中的重要应用。
4
电动车和新能源领域
化学能与电能之间的本质区别是什么？我们一起来回顾吧。
应用前景
化学能与电能的应用前景有哪些？未来的发展方向是什么？
《化学能与电能》PPT课 件
在这个PPT课件中，我们将探讨化学能与电能之间的关系，包括能量转化、基 本特性和应用。让我们一起了解这个引人入胜的话题！
化学能概述
了解化学反应的能量变化、分类以及化学能转化的示例，为我们进一步探讨化学能与电能之间的 联系打下基础。
1 能量变化
化学反应的能量变化如何影响化学能的转化。
2 分类
从化学反应中提取出的不同类型的化学能。
3 示例
通过实际例子了解化学能是如何转化的。
电能概述
探讨电能的来源、基本特性以及构成电路的基本元件，为我们理解电能与化学能之间的关系提供 基础知识。
来源
我们如何获取电能？电能是 从何而来的呢？
基本特性
电能具有哪些独特的性质和 特点？
基本元件
构成电路的基本元件有哪些？ 它们的作用是什么？
探索不同类型的电池和燃 料电池，以及它们在不同 领域的实际应用。
化学能与电能的联系和区别
比较和对比电能和化学能之间的关系，以及它们在转换过程中的效率和应用。
关系 电能与化学能的关系
效率 转换效率的比较
应用
电化学与化学能在实际应 用中的角色
化学能与电能的应用
探索电池在不同领域的应用，燃料电池的广泛应用，以及电化学加工技术在现代工，包括电子设备、车辆和能源存储。
2
燃料电池的应用
燃料电池的应用领域涵盖交通运输、能源生产和可持续发展。
3
电化学加工技术
了解电化学加工技术在制造业和材料科学中的重要应用。
4
电动车和新能源领域
化学能与电能第一课时课件
实验结果显示化学反应产生的 能量可以驱动电流流动，在电 路中转化为电能。
六、总结
本节课学到的知识点
化学能与电能的定义、转换原理以及化学能转化为电能的实验结果。
下一节课的预告
下一节课将探索化学能与动能之间的关系，带你进一步了解能量的转化和应用。
七、参考文献
1. 张三，李四，化学能与电能，科学出版社，2020。2. 王五，电力与能源，清华大学出版社，2019。
电能是带有电荷的粒子运动所具有的能量，可以驱动电流并产生各种电磁现象。
电能的来源
电能可以来自各种能源，如化学能、光能、核能等，通过合适的转换装置将其他能量转化为 电能。
电能应用
电能广泛应用于日常生活和工业领域，例如电力供应、电子设备和交通工具。
四、化学能与电能的关系
电化学反应
电化学反应是指在化学反应中发生的电子转移过程，将化学能转化为电能。
什么是化学能
化学能是物质由于化学反应 而获得或释放的能量，它是 一种储存在化学物质中的能 量。
化学反应释放的能量
化学反应可以释放热量，遵 循热力学第一定律，将化学 能转化为其他形式的能量。
化学能转换为其他形式 的能量
化学能可以转化为热能和电 能，这种转换过程常常伴随 着能量的释放和消耗。
三、电能
什么是电能
化学电池
化学电池利用化学反应产生的电能驱动电流流动，常用于电子设备和移动电源等。
化学能转化为电能的原理
化学能可以通过化学反应释放电荷，使电子在电路中流动，进而转化为电能。
五、实验探究
实验介绍
进行一系列实验，观察化学反 应释放的能量如何转化为电能。
实验步骤
1. 准备实验器材和试剂。2. 进 行化学反应。3. 连接电路并测 量电流。
人教版_化学能与电能精品课件
一、一次电池介绍
一次电池
普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 锌银电池 锂电池 ……
碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
负极(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 优缺点简析：只能使用一次，不能充电；价格较贵；比 能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。
第二节 化学能与电能
（意大利生物 学家伽伏尼）
（法国物理 学家、化学 家伏特）
1791年他在解剖 时在实验室将悬有 去了皮的青蛙腿的 铜钩挂在铁架台上 ，发现蛙腿会有肌 肉抽搐的现象。
他从独特的角度 认为电流是由两种 不同的金属产的， 经过一系列的实验， 终于在1800年成功 研制了世界上第一 个能产生稳定电流 的电池。
思考：如果是碱性电解质,电极反应
式怎样书写？ 碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
练习 请同学们写出甲烷燃料电池（电解质为KOH溶液）
总分应： CH4 +2O2+2OH- == CO32- + 3H2O 正极：2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH-
总反应： C6H12O6 + 6O2 =6CO2 + 6H2O
负极： C6H12O6+ 6H2O —24e- = 6CO2 +24H+ 正极： 6O2 + 24 H+ +24 e- = 12H2O
高中化学必修二-化学能与电能PPT课件
（3）碱性锌锰电池：
负极？ Zn
Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2
正极？ C
2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO （OH） + 2OH－
电解质： KOH
优点: 使用寿命长，不易泄漏
31
（4）应用： 卡式录音机、闪光灯. 、电动玩具、袖珍电视机等 31 第三十一页，共四十六页。
锌锰电池电极(Ji)反应：
39 39
发展中的电池
锂电池（有机溶剂电解(Jie)液）
负极：2Li-2e—=2Li+
正极：I2+2e—=2I— 总反应：2Li+I2=2LiI
跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长 ，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。
40
.
40
第四十页，共四十六页。
—— 3、燃料电池
高(Gao)效、环境友好的化学电池
酸性锌锰干电池是最早进入市场的实用电池
优点：制作简单、价格便宜。
缺点：放电时间短，电压下降快。
28
.
28
第二十八页，共四十六页。
（2）碱性(Xing)干电池
电解液:酸性 NH4Cl→碱性KOH（离 子导电性更好）
负极：锌片→锌粉（反应面积成倍
增长，使放电电流大幅度提高）
碱性电池
优点：比能量和储存时间有所提 高，适用于大电流和连续放电
为了防止泄露，在外壳套上金属筒或塑料筒， 制成防漏电池。
为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解
质
换N成H湿4的Cl
，制成K了OH
电池。碱性锌锰
负极：Zn +2OH-– 2e- == Zn(OH)2
化学能与电能说课稿ppt课件
• （二）引导学生自主归纳总结原电池的构 成条件以及化学电池的反应本质。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（八）课堂小结、布置作业
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程。
水果电池
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
●（2）引导学生将上述各种成功将化学 能转化为电能实验中的反应，用电极反 应式呈现出来。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
七、思考与交流
• （一） 通过以上实验探究，说明化学电池 由几部分构成，它的组成条件是什么？ （两极一液成回路）
（一）说教材 1、教学内容要求
一、教材分析
（1）火力发电的原理、过程及优缺点 （2）化学能与电能的直接转化 （3）原电池的概念及本质
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2、教材的“地理位置”
（二）说教学目标
1
知识与技能： （1）了解化学能与 电能的转化关系及其 作用。 （2）初步认识原电 池的概念和形成条件。 （3）从电子转移角 度理解化学能向电能 转化的本质。
一、教材分析
2
过程与方法： （1）增强收集和处理信 息、互动交流的能力。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（八）课堂小结、布置作业
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程。
水果电池
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
●（2）引导学生将上述各种成功将化学 能转化为电能实验中的反应，用电极反 应式呈现出来。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
七、思考与交流
• （一） 通过以上实验探究，说明化学电池 由几部分构成，它的组成条件是什么？ （两极一液成回路）
（一）说教材 1、教学内容要求
一、教材分析
（1）火力发电的原理、过程及优缺点 （2）化学能与电能的直接转化 （3）原电池的概念及本质
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2、教材的“地理位置”
（二）说教学目标
1
知识与技能： （1）了解化学能与 电能的转化关系及其 作用。 （2）初步认识原电 池的概念和形成条件。 （3）从电子转移角 度理解化学能向电能 转化的本质。
一、教材分析
2
过程与方法： （1）增强收集和处理信 息、互动交流的能力。
化学能与电能公开课课件
第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
（第1课时）
电
二次能源:是指由一次 能源经过加工转换以 后得到的能源
火力发电
风能
电能
水能
一次能源 自然界中以 原有形式存 在的、未经 加工转换的 太阳 能量资源 能
化学能
2001年我国发电总量构成图
火电站工作原理示意图
若每个环节的能量转 思考：通过一种装置将化学 化效率为60%，则最 能直接转化为电能？ 终的总能量利用率 为 21.6% 。
实验探究一
1、将锌片和铜片用导线连接，中间接入一个灵敏电 流计，插入盛有稀硫酸的容器中，你看到什么？ 2、若将锌片和铜片直接用导线连接，插入盛有稀硫 酸的容器中，你会看到什么 ？
Zn
Cu
Zn
Cu
图1
稀硫酸
图2
实验分析
Zn 图1 Cu Zn Cu
稀硫酸
图2
1. 为什么Cu片上有气体生成？
2. 为什么电子通过导线流向铜片？
实验探究二：构成原电池的条件
思考：要构成原电池，对电极及溶液有何要求？ ①有两种活动性不同的金属（或 一种是非金属导体）作电极
②电极材料均插入电解质溶液中 （能自发进行氧化还原反应） ③两极（用导线）相连形成闭合 电路
将铝丝和铜丝插入水果中，连上电流计。
原电池的雏形
1780年，意大利的
医学家伽伐尼在偶 然的情况下，以铜 制的解剖刀碰触到 置于铁盘內的青蛙， 发现其立刻产生抽 搐现象，因而认为 有微电流流过。
第一个电池的诞生
伏打电堆
1799年，科学家伏打（伏特）以含食盐水的 湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成 圆柱状，制造出最早的电池－伏打电池。
第二节 化学能与电能
（第1课时）
电
二次能源:是指由一次 能源经过加工转换以 后得到的能源
火力发电
风能
电能
水能
一次能源 自然界中以 原有形式存 在的、未经 加工转换的 太阳 能量资源 能
化学能
2001年我国发电总量构成图
火电站工作原理示意图
若每个环节的能量转 思考：通过一种装置将化学 化效率为60%，则最 能直接转化为电能？ 终的总能量利用率 为 21.6% 。
实验探究一
1、将锌片和铜片用导线连接，中间接入一个灵敏电 流计，插入盛有稀硫酸的容器中，你看到什么？ 2、若将锌片和铜片直接用导线连接，插入盛有稀硫 酸的容器中，你会看到什么 ？
Zn
Cu
Zn
Cu
图1
稀硫酸
图2
实验分析
Zn 图1 Cu Zn Cu
稀硫酸
图2
1. 为什么Cu片上有气体生成？
2. 为什么电子通过导线流向铜片？
实验探究二：构成原电池的条件
思考：要构成原电池，对电极及溶液有何要求？ ①有两种活动性不同的金属（或 一种是非金属导体）作电极
②电极材料均插入电解质溶液中 （能自发进行氧化还原反应） ③两极（用导线）相连形成闭合 电路
将铝丝和铜丝插入水果中，连上电流计。
原电池的雏形
1780年，意大利的
医学家伽伐尼在偶 然的情况下，以铜 制的解剖刀碰触到 置于铁盘內的青蛙， 发现其立刻产生抽 搐现象，因而认为 有微电流流过。
第一个电池的诞生
伏打电堆
1799年，科学家伏打（伏特）以含食盐水的 湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成 圆柱状，制造出最早的电池－伏打电池。
人教版化学必修二第二节化学能与电能PPT课件
观看动画
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
Zn 负 极
e-
外
电
正 Cu 路
极
氧 金属失 化 电子变 反 成阳离 应 子进入
H+得电 子生成
还 原
氢气放 反
出
应
内 电 路
电解质溶液
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
电子流出的一极； 发生氧化反应；（一般为较活泼的金属）
正极：
电子流入的一极； 发生还原反应；（一般为较不活泼的金属或者 能导电的非金属）
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
3.工作原理 Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐 水里，发现连接两块金属的导线有电流通过。 于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐 水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时， 会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功 的制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
演示探究
⑴将Zn片插入H2SO4溶液中有什 么现象？为什么？
⑵将Cu片插入H2SO4溶液中有什 么现象？为什么？ 提示：怎样才能使氧化还原反应中 的电子转移定向移动？
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
将Zn片、Cu 片上端连接插入稀硫 酸中，有什么现象？ 为什么？
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
Zn 负 极
e-
外
电
正 Cu 路
极
氧 金属失 化 电子变 反 成阳离 应 子进入
H+得电 子生成
还 原
氢气放 反
出
应
内 电 路
电解质溶液
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
电子流出的一极； 发生氧化反应；（一般为较活泼的金属）
正极：
电子流入的一极； 发生还原反应；（一般为较不活泼的金属或者 能导电的非金属）
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
3.工作原理 Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐 水里，发现连接两块金属的导线有电流通过。 于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐 水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时， 会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功 的制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
演示探究
⑴将Zn片插入H2SO4溶液中有什 么现象？为什么？
⑵将Cu片插入H2SO4溶液中有什 么现象？为什么？ 提示：怎样才能使氧化还原反应中 的电子转移定向移动？
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
人 教 版 化 学 必修二 第二章 第二节 化学能 与电能 1
将Zn片、Cu 片上端连接插入稀硫 酸中，有什么现象？ 为什么？
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电极反应式 发生的反应
原电池正负极
负极 正极
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
2H++2e-=H2↑ 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 2.原电池
（4）原理： 外电路： 负极e→正极 内电路： 阳离子→正极 阴离子→负极
e -→
↑
e↓
e⊕
_
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
实验探究:形成原电池的条件
可以
结论：
其中
有两种活泼性不同的金属
（或一种是非金属导体）作电极 较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 两极相连形成闭合电路
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 电极材料均浸入的是电解质溶液
实验探究:形成原电池的条件
铅蓄电池结构
（1）铅蓄电池
汽车用蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池 P38 （3）新一代可充电的绿色电池—— 锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
3、燃料电池
氢氧燃料电池： 负极：
2H2＋4OH— －4e— ＝4H2O（氧 化反应）
正极：
O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反 应）
一、化学能转化为电能
2.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 电极有关-----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
构成条件猜想：
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 有两种活动性不同的金属作电极
实验二 将铜片和锌片用导线连接插
G
Zn Cu
入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 现象： Zn片逐渐溶解但无气泡； Cu片上有气泡（H2）；电 流计指针偏转。
稀H2SO4
解释：
？
【分析与讨论】 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（ Zn－2e－ = 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 ↑）
例1： 铜.锌.稀H2SO4组成的原电池
电极反应式:
负极(Zn): Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应)[电极本身失去电子]. 正极(Cu): 2H++2e- = H2 ↑ (还原反应)[电解质溶液中的阳离子得电子]. 注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加
2H++ Zn= H2↑ + Zn2+ 或 Zn+ H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
Fe A C(石墨) Zn
A
Cu
稀H2SO4
Zn A Zn
√
A
CuSO4 溶液
Fe A Cu
√
B
√
C
稀H2SO4
稀H2SO4 D
Si A C(石墨)
稀H2SO4
酒精
稀H2SO4
E
F
G
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
二、发展中的化学电源
1、干电池
常见的化学电池是锌锰电池 负极（锌）： Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反应） 正极（石墨）： 2NH4＋＋2e—＝2NH3↑＋H2↑（还 原） 干电池
氢氧燃料电池结构
总反应：2H2＋O2＝2H2O
小结
化学电池的反应本质是 ——氧化还原反应 化学能
化学电池 氧化还原反应
电能
1、原电池原理； 2、原电池形成条件； 3、电极反应式的书写。
u
不可
结论： 一个自发进行的氧化还原反应
2.原电池
（5）原电池组成条件 两极一液一连线
① 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 ② 电解质溶液 ③ 形成闭合回路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
（6）原电池原理的应用 ①制作化学电源 ②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。
③判断金属活动性的强弱
④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 A Cu
Zn A Cu
负极——较活泼金属发生氧化反应，流出 电子 正极——较不活泼金属上发生还原反应， 某些物质得到电子 • 反应本质：氧化还原反应
• 能量变化：化学能→电能
【归纳小结】 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。 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
随着用电器朝着小型 化、多功能化发展的要求， 对电池的发展也提出了小 型化、多功能化发展的要 求。
体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而 生。这类电池的重要特征是电解液由原来的 中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电 电流大幅度提高。
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它 在放电时所进行的氧化还原 反应，在充电时又逆向进行， 使生成物恢复原状，如此充 放电可循环进行，至一定周 期后终止。
例2
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
（不可以）
（不可以）
原电池的组成要素和基本原理
• 原电池——将化学能转变为电能的装置 • 组成要素： 电极 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属 或能导电的非金属 电解质溶液：作反应介质，提供离子
导线：连接两极，形成闭合回路
原电池的组成要素和基本原理
• 原电池的原理：
2 化学能与电能
电能（电力）：二次能源
一次能源和二次能源
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？ 机械能 燃烧 蒸汽 发电机 电 化学能 热 能 （涡轮机） （燃料） 能
a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
b.电能清洁安全,又快捷方便.
a.排出大量的温室效应气体. b.有废气可能导致酸雨 c.废料废水
d.储量有限
e.能量转换效率低
化学能
一 步 到 位
？
电 能
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？
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式 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。
化学能 电能 ？ 燃烧是使化学能转化为电能的关键
一、化学能转化为电能
2.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） 负极：电子流出（或电流流进） （2）规定： 正极： 的一极 电子流进（或电流流出） 的一极
一、化学能转化为电能
2.原电池
（3）电极反应：
电极材料 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式
Zn A Cu
稀硫酸
1、燃烧的本质？
氧化还原反应
2、氧化还原反应的本质是什么？
电子的转移
3、电子是如何转移的？
还原剂把电子转移给氧化剂
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。
Zn
Cu
现象： Zn片上有气泡 （H2）， Zn片逐溶 解；Cu片无明显现 象。 解释：
稀H2SO4
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
原电池正负极
负极 正极
Zn-2e-=Zn2+
氧化反应
2H++2e-=H2↑ 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 2.原电池
（4）原理： 外电路： 负极e→正极 内电路： 阳离子→正极 阴离子→负极
e -→
↑
e↓
e⊕
_
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
实验探究:形成原电池的条件
可以
结论：
其中
有两种活泼性不同的金属
（或一种是非金属导体）作电极 较活泼的金属作负极 较不活泼的金属、石墨等作正极
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 两极相连形成闭合电路
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 电极材料均浸入的是电解质溶液
实验探究:形成原电池的条件
铅蓄电池结构
（1）铅蓄电池
汽车用蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池 P38 （3）新一代可充电的绿色电池—— 锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
3、燃料电池
氢氧燃料电池： 负极：
2H2＋4OH— －4e— ＝4H2O（氧 化反应）
正极：
O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反 应）
一、化学能转化为电能
2.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 电极有关-----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
构成条件猜想：
实验探究:形成原电池的条件
不可
结论： 有两种活动性不同的金属作电极
实验二 将铜片和锌片用导线连接插
G
Zn Cu
入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 现象： Zn片逐渐溶解但无气泡； Cu片上有气泡（H2）；电 流计指针偏转。
稀H2SO4
解释：
？
【分析与讨论】 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（ Zn－2e－ = 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 ↑）
例1： 铜.锌.稀H2SO4组成的原电池
电极反应式:
负极(Zn): Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应)[电极本身失去电子]. 正极(Cu): 2H++2e- = H2 ↑ (还原反应)[电解质溶液中的阳离子得电子]. 注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加
2H++ Zn= H2↑ + Zn2+ 或 Zn+ H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
Fe A C(石墨) Zn
A
Cu
稀H2SO4
Zn A Zn
√
A
CuSO4 溶液
Fe A Cu
√
B
√
C
稀H2SO4
稀H2SO4 D
Si A C(石墨)
稀H2SO4
酒精
稀H2SO4
E
F
G
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
二、发展中的化学电源
1、干电池
常见的化学电池是锌锰电池 负极（锌）： Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反应） 正极（石墨）： 2NH4＋＋2e—＝2NH3↑＋H2↑（还 原） 干电池
氢氧燃料电池结构
总反应：2H2＋O2＝2H2O
小结
化学电池的反应本质是 ——氧化还原反应 化学能
化学电池 氧化还原反应
电能
1、原电池原理； 2、原电池形成条件； 3、电极反应式的书写。
u
不可
结论： 一个自发进行的氧化还原反应
2.原电池
（5）原电池组成条件 两极一液一连线
① 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 ② 电解质溶液 ③ 形成闭合回路 ④ 能自发地发生氧化还原反应
（6）原电池原理的应用 ①制作化学电源 ②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。
③判断金属活动性的强弱
④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 A Cu
Zn A Cu
负极——较活泼金属发生氧化反应，流出 电子 正极——较不活泼金属上发生还原反应， 某些物质得到电子 • 反应本质：氧化还原反应
• 能量变化：化学能→电能
【归纳小结】 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。 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
随着用电器朝着小型 化、多功能化发展的要求， 对电池的发展也提出了小 型化、多功能化发展的要 求。
体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而 生。这类电池的重要特征是电解液由原来的 中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电 电流大幅度提高。
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它 在放电时所进行的氧化还原 反应，在充电时又逆向进行， 使生成物恢复原状，如此充 放电可循环进行，至一定周 期后终止。
例2
C
H2SO4
（可以）
（不可以）
（不可以）
（不可以）
原电池的组成要素和基本原理
• 原电池——将化学能转变为电能的装置 • 组成要素： 电极 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属 或能导电的非金属 电解质溶液：作反应介质，提供离子
导线：连接两极，形成闭合回路
原电池的组成要素和基本原理
• 原电池的原理：
2 化学能与电能
电能（电力）：二次能源
一次能源和二次能源
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？ 机械能 燃烧 蒸汽 发电机 电 化学能 热 能 （涡轮机） （燃料） 能
a.我国煤炭资源丰富,廉价方便.
b.电能清洁安全,又快捷方便.
a.排出大量的温室效应气体. b.有废气可能导致酸雨 c.废料废水
d.储量有限
e.能量转换效率低
化学能
一 步 到 位
？
电 能
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？
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式 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。
化学能 电能 ？ 燃烧是使化学能转化为电能的关键
一、化学能转化为电能
2.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） 负极：电子流出（或电流流进） （2）规定： 正极： 的一极 电子流进（或电流流出） 的一极
一、化学能转化为电能
2.原电池
（3）电极反应：
电极材料 Zn片 Cu片 总的离子反应方程式
Zn A Cu
稀硫酸
1、燃烧的本质？
氧化还原反应
2、氧化还原反应的本质是什么？
电子的转移
3、电子是如何转移的？
还原剂把电子转移给氧化剂
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。
Zn
Cu
现象： Zn片上有气泡 （H2）， Zn片逐溶 解；Cu片无明显现 象。 解释：
稀H2SO4
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑