2.2《化学能与电能》课件
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2.2.1化学能与电能
（Volta,A.1745-1827）
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
水果电池
土豆
西红柿
萝卜
A
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程。 H+ 2.原电池：将化学能转化为电能的装置。 2－ －＝Zn2＋ （氧化反应） SO4 H+ 负极(Zn)：Zn－2e 正极(Cu)：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应） 总反应式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑ 3. 原电池的构成条件： ① 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。 ② 电极材料都插入电解质溶液中。 ③ 两极相连形成闭合电路。
稀硫酸 实验2:铜片插入稀硫酸中
第一小组：实验探究一
实验序号 实验1 实验2
实验步骤
实验现象
锌片插入稀硫酸
铜片插入稀硫酸
思考问题 寻找答案
问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到 电子？ 问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中 的H＋的？ 问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？
组内交流 列出想法
一
Zn与Cu插入稀硫酸的现象与解释 现象 锌片表面有气泡 结论或解释 锌与稀硫酸反应
铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反应
实验
Zn
稀H2SO4
Cu
铜片表面无气泡
稀H2SO4
Zn
Cu
锌片表面有气泡 铜片表面无气泡 铜片有大量气泡
Zn
稀H2SO4
Cu
稀H2SO4
?
原电池的构成条件：
反有 应自 发发 生的 氧 化 还 原 (1)有两个活泼性不同的电极 (2)有电解质溶液 (3)能形成闭合回路
正极
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
水果电池
土豆
西红柿
萝卜
A
一、化学能与电能的相互转化 1.火力发电的过程。 H+ 2.原电池：将化学能转化为电能的装置。 2－ －＝Zn2＋ （氧化反应） SO4 H+ 负极(Zn)：Zn－2e 正极(Cu)：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应） 总反应式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑ 3. 原电池的构成条件： ① 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。 ② 电极材料都插入电解质溶液中。 ③ 两极相连形成闭合电路。
稀硫酸 实验2:铜片插入稀硫酸中
第一小组：实验探究一
实验序号 实验1 实验2
实验步骤
实验现象
锌片插入稀硫酸
铜片插入稀硫酸
思考问题 寻找答案
问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到 电子？ 问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中 的H＋的？ 问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？
组内交流 列出想法
一
Zn与Cu插入稀硫酸的现象与解释 现象 锌片表面有气泡 结论或解释 锌与稀硫酸反应
铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反应
实验
Zn
稀H2SO4
Cu
铜片表面无气泡
稀H2SO4
Zn
Cu
锌片表面有气泡 铜片表面无气泡 铜片有大量气泡
Zn
稀H2SO4
Cu
稀H2SO4
?
原电池的构成条件：
反有 应自 发发 生的 氧 化 还 原 (1)有两个活泼性不同的电极 (2)有电解质溶液 (3)能形成闭合回路
正极
化学能与电能的转化-PPT
原电池的应用
Cu-Zn原电池原理示意图
e- G e-
-+
H2SO4
Zn
Cu
H2
2+
+
Zn
H
小结：
失e,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质溶液
阴离子
阳离子
电
极 负极： Zn－2e=Zn2+ （氧化反应）
反 应
正极： 2H++2e=H2↑
（还原反应）
Ａ、ＤＣＡＢ Ｂ、ＤＡＢＣ Ｃ、ＤＢＡＣ Ｄ、ＢＡＤＣ
下列关于下图所示原电池的说法正确的是 A 铝片为正极 B 正极上有H2产生 C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 D 当转移0.04 mol e- 时，产生 0.01 mol O2
Cu
○
如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃
CH3OH + H2O － 6e－ = CO2 + 6H+ D．电池的正极反应式为：
O2+2H2 = Cu 2+ 正极： 2H+ +NO3－ + e- = NO2 + H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3－=
2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
稀硫酸
负极： Mg — 2e- = Mg2+ + 2H2O 正极： 2H+ + 2e- = H2↑ 总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
2H++2e=H2↑
Cu-Zn原电池原理示意图
e- G e-
-+
H2SO4
Zn
Cu
H2
2+
+
Zn
H
小结：
失e,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质溶液
阴离子
阳离子
电
极 负极： Zn－2e=Zn2+ （氧化反应）
反 应
正极： 2H++2e=H2↑
（还原反应）
Ａ、ＤＣＡＢ Ｂ、ＤＡＢＣ Ｃ、ＤＢＡＣ Ｄ、ＢＡＤＣ
下列关于下图所示原电池的说法正确的是 A 铝片为正极 B 正极上有H2产生 C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 D 当转移0.04 mol e- 时，产生 0.01 mol O2
Cu
○
如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃
CH3OH + H2O － 6e－ = CO2 + 6H+ D．电池的正极反应式为：
O2+2H2 = Cu 2+ 正极： 2H+ +NO3－ + e- = NO2 + H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3－=
2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
稀硫酸
负极： Mg — 2e- = Mg2+ + 2H2O 正极： 2H+ + 2e- = H2↑ 总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
2H++2e=H2↑
必修2 第2章 第2节 第1课时 化学能与电能
H L D
讨论
如果我把铜片换成铜丝，如下图，这个反应还 可以进行么？ Zn Cu 盐酸 如果我在铜丝中间的位置接入一个电流表，你 估计现象是怎样的？电流的方向是怎样的呢？ 这个反应过程是释放能量还是吸收能量？以怎 样的形式呢？
H L D
原电池
我们生活中所使用的电池都是以这个实验为原始模 型设计的，所以我们把这个装置也称为原电池。 阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 阅读课本第41页，看一看如何表达这个反应的过程。 41 1 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 锌片是电池的正极还是负极?发生的是氧化还是还原? 2 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么?铜 铜片是电池的正极还是负极?铜片参与反应了么? 片起到什么作用? 片起到什么作用? 3 溶液中定向移动的主要是哪些离子? 溶液中定向移动的主要是哪些离子?
Mg
H L D
小练习
与你同桌讨论一下： 下面的装置可以实现原电池的效果么? 下面的装置可以实现原电池的效果么? Fe 酒精 Fe 硫酸 C Fe 盐酸 C Fe 盐酸 Cu Fe
H L D
讨论
想要制作一个原电池，需要注意哪些要素？ 1 需要有闭合回路 2 要有不同的两个电极 3 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 要有电解质溶液(*或者类似的物质) 试判断一下下面的反应的正负极： Al 浓硝酸 Cu Al NaOH Cu
H L D
作
业Байду номын сангаас
完成学案。
完成课后习题。
化学能与电能
化学能与电能
Duty Honor Love
H L D
观察思考
1 2 3 4 5
观察实验，思考下面的问题： 实验的现象是怎样的？ 按照我们学过的知识，盐酸与铜能反应么？ 如果我告诉你这两片铜片里面夹了一片锌片，你 能解释现象了么？ 氢气气泡既然不能穿过铜片，为什么铜片上面会 有气泡？ 写出盐酸与锌反应的方程式，结合反应解释现象
化学能与电能
.
(2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:
负极： Cu -2e- = Cu 2+
正极： 4H+ +2NO3－ + 2e- = 2NO2 ↑+2H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3－=2NO2 ↑+ Cu 2+ + 2H2O 金属的活泼是相对于电解质溶液的活泼
先能与电解质溶液反应的做负极
On the evening of July 24, 2021
总反应总:反ZZ应nn+:+CF2euA2+g+ +=2=FZen32Z++n+2=+C+u3F2eA2g+
On the evening of July 24, 2021
演讲结束，谢谢大家支持
化学能与电能
It is applicable to work report, lecture and teaching
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第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第一课时 化学能与电能的相互转化
On the evening of July 24, 2021
想一想
On the evening of July 24, 2021
小结： Courseware template
失e-,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
电解质溶液
阴离子
阳离子
总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑
还原反应
2H++2e-= H2↑
化学必修2第二章第二节化学能与电能
镍－镉碱性蓄电池 P38
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。
氢氧燃料 电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、 氧化剂物质全部贮藏在电 池内，而是在工作时，不 断从外界输入，同时将电 极反应产物不断排出电池
二、发展中的化学电 源
普通锌锰电池 碱性电池
镍 镉 电 池 小型高性能燃料电池 锂离子电池 镍氢电池
上图是锌－锰干电池
干电池
2、充电电池
铅蓄电池结构 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。 汽车用蓄电池 （1）铅蓄电池
锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池
减少污染
节约资源
感谢观赏
点击添加副标题
谢谢大家 祝同学们学习愉快！
202X
第二章化学反 应与能量
第二节 化学能与电能
授课教师：
一、化学能转化为电能
2001年我国发电量构成 图
火力发电厂能量转化：
化学能→热能→机械能→电能。
能否将化学能直接转化 为电能呢？
【实验2-4】
请将实验现象记录在课 本P38表中： Cu片有气泡产生 锌片溶解 电流表指针偏转 结论： 有电流产生
铜片
锌片
电流 表
现象
1、将化学能转变为 电能的装置叫原电池 原电池的电极 正极：发生氧化反应 负极：发生还原反应
2.Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+ （氧化反应） Cu片：2H++2e- = H2 ↑ （还原反应）
2.2化学能与电能(1)
[实验方案]3.使铜片和锌
片直接接触
实验现象：铜片表面出现气泡，而锌片表面的气泡消失 4.将铜片和锌片分开后用导线连接
实验现象：铜片表面出现气泡
5.在铜片和锌片之间连接一个电流表
实验现象：电流表指针发生偏转；说明：有电流通过 [视频展示]
[小结]当锌片和铜片用导线连
接或就构成了一个将化学能直接转化为电能的装置——原电池
[分析归纳]微观展示：锌做负极，Zn-2e-=Zn2+,失电子发生氧化反应，锌失电子变成锌离子进入溶液，失去的电子沿导线流向铜片，使铜片带有较多的负电荷；溶
[实验方案]6. 在铜片和锌片之间连接一个小灯泡
实验现象：灯泡发光
[视频展示]
三、课上合作交流
[交流讨论]将锌片和铜片平行插入稀硫酸溶液中：
⑴电流表的指针发生偏转说明有
⑵反应中：
⑶导线的作用
归纳小结]：
、原电池定义: 将化学能转变为电能装置。
、反应原理：
[学生交流]请你以一个化学家的身份为格林太太提出治疗建议。
[科学探究]必修2P41：根据已具备的氧化还原反应知识电学知识，利用提供的实验用品，设计一套电池装置。
实验用品：镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、手电筒用小灯泡、果汁、。
新人教版高中化学必修2第二章化学反应与能量2化学能与电能课件
1．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池 的化学反应是( ) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O2=点==燃==2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 解析：选 D。D 项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计成 原电池。
原电池正、负极的判断方法
如图所示，电流计指针发生偏转，同时 A 极质量减少， B 极上有气泡产生，C 为电解质溶液，下列说法错误的是 ()
A．B 极为原电池的正极 B．A、B、C 可能分别为 Zn、Cu、稀盐酸 C．C 中阳离子向 A 极移动 DFra bibliotekA 极发生氧化反应
[解析] 原电池中，负极金属失去电子，质量减小，故 A 极是 负极，B 极是正极，根据构成情况可判断 A、B、C 可能分别 为 Zn、Cu、稀盐酸，A、B 两项正确；离子移动方向：阳离 子向正极移动，阴离子向负极移动，C 项错误；负极发生氧化 反应，正极发生还原反应，D 项正确。 [答案] C
(1)上述例题中，电子的移动方向是怎样的？ (2)上述例题中，如果该原电池反应是 Fe＋2HCl===FeCl2＋ H2↑，请写出 A、B 两极的电极反应式。 答案：(1)电子由负极(A 极)经导线流向正极(B 极)。 (2)A 极的电极反应式是 Fe－2e－===Fe2＋，B 极的电极反应式 是 2H＋＋2e－===H2↑。
2．下列叙述不正确的是( ) A．根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的 一种二次能源 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原 反应发生的过程，伴随着能量的变化
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。
2.2.2化学能与电能
铅蓄电池：
Pb＋PbO2＋2H2SO4
放电 充电
2PbSO4＋2H2O
银锌电池：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2
氢氧燃料电池：2H2＋O2＝2H2O
（负极在电解质溶液中能够输出电子。）
3）两极相连形成闭合回路。
由铝、铁、铜、银和稀硫酸，可以组成产物 明显电流的原电池的总数为 ( C ) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
原电池中电解质溶液的作用是
①参与反应
②导电
1.下列说法中正确的是 （ ）
A．原电池是把电能转为化学能的装置
B．原电池中的阳离子向正极移动 C．原电池两级均发生氧化还原反应 D．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧 化反应
右下图中，烧杯中盛有水，铁圈 和银圈直接相连接，在接头处用 一根绝绝缘线吊住使之平衡，小 心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液， 一段时间后，可观察到的现象 是 ； 银圈表面镀上一层铜, 银圈下降,铁圈上升 发生的电极反应为： 铁圈：负极，电极反应式：Fe–2e-= Fe2+ ；
银圈：正极，电极反应式：Cu2+ + 2e-= Cu。
1780年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。
原电池的雏形
理论解释 ：生物电观点！
伏打对生物电观点的质疑
（Volta,A.1745-1827）
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
水果电池
土豆
西红柿
萝卜
二、发展中的化学电源
1）化学电池有三大类型： 一次性电池 、 二次电池 、 燃料电池 . 2）特点： ①一次电池：不可充电， 如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池） ②二次电池：可循环利用， 放电过程是将 化学能转化为 电 能； 充电过程是将 电 能转化为 化学能。 ③燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用， 最理想的燃料是 H2 。 （1）产物为水，无污染 （2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多 （3）来源广