化學(xué)反應(yīng)與電能高一下學(xué)期化學(xué)人教版+（2019）必修第二冊(cè)

化學(xué)能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)電能機(jī)械能熱能【思考與交流】直接？1、煤炭是非可再生資源，會(huì)造成能源危機(jī)2、煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體3、經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，能量損耗大，燃料的利用率低第二課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能能源

一次能源：直接從自然界取得的能源。如水能、風(fēng)能、天然氣、石油、原煤等。

二次能源：一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源。如電能、蒸汽。水能風(fēng)能石油電能原煤天然氣蒸汽【實(shí)驗(yàn)探究】【實(shí)驗(yàn)6-3】(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)?！緦?shí)驗(yàn)探究】現(xiàn)象

當(dāng)鋅片與銅片插入稀硫酸時(shí)，鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生；

當(dāng)用導(dǎo)線將鋅片和銅片相連后，銅片上有氣泡產(chǎn)生；串聯(lián)電流表后，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明導(dǎo)線中有電流通過。解

釋?稀硫酸CuZnA一、原電池1.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱為原電池2.正負(fù)極：負(fù)極：電子流進(jìn)（或電流流出）的一極正極：電子流出（或電流流進(jìn)）的一極-+負(fù)極正極2H++2e-=H2↑還原反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn－2e-=Zn2+原電池總反應(yīng)式：

；Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑3.工作原理：e-↑e-→e-↓外電路：內(nèi)電路：陽離子→正極陰離子→負(fù)極負(fù)極→正極e-正極→負(fù)極Ⅰ這樣整個(gè)電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流？銅-鋅-稀硫酸原電池中，銅換成石墨棒能不能產(chǎn)生電流？銅-鋅-稀硫酸原電池中，銅換成石墨棒能不能產(chǎn)生電流？4.原電池的構(gòu)成條件（1）活潑性不同可以導(dǎo)電的兩極練習(xí)：判斷下列原電池的正負(fù)極.ZnCu稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸A稀硫酸A負(fù)極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體-+-+-+-+（可以）（不可以）2.電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）中實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件3：必須形成閉合回路（不可以）實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件4：能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（不可以）Ag4、原電池的構(gòu)成條件：①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（前提）②活潑性不同可以導(dǎo)電的兩極③閉合回路④電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）中ABCDE√[練習(xí)]下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？√F√稀硫酸ZnFe稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu√ZnH2SO4溶液G練習(xí)2H2SO4(aq)CuSO4(aq)ZnCu負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.

請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向，并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。AgFeIe-e-IFeAgFe－2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑ZnCuZn－2e-=Zn2+

Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++

Cu不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體

活潑金屬

電子流入

電子流出

還原反應(yīng)

氧化反應(yīng)

電極增重或產(chǎn)生氣體

電極減輕

溶液中離子流向陽離子流向正極陰離子流向負(fù)極5、如何判斷原電池的正負(fù)極？練習(xí).如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.B極為原電池的正極B.A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動(dòng)D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)C超級(jí)檸檬電池拓展：為什么Zn-Cu-稀硫酸原電池中鋅片表面也有一些氣泡產(chǎn)生？稀硫酸稀硫酸CuZn鹽橋中通常裝有含KCl飽和溶液的瓊脂K+和Cl-在鹽橋中能移動(dòng)

SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+鹽橋工作示意圖CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+Cl－K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－1.連通電路2.使溶液呈電中性3.使電流持續(xù)穩(wěn)定二、常見的化學(xué)電源

常見的鋅錳干電池的構(gòu)造如圖6-10所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)溶液，鋅筒作負(fù)極。在使用過程中，電子由鋅筒（負(fù)極）流向石墨棒（正極），鋅逐漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。這種電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行），屬于一次電池。Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O負(fù)極(Zn):Zn-2e-=Zn2+正極(C)：2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O二、常見的化學(xué)電源負(fù)極:Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O正極：PbO2負(fù)極：Pb電解質(zhì)：H2SO4溶液

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)正負(fù)極材料Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電

有些電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)放電（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上使用的大多是鉛酸蓄電池。二、常見的化學(xué)電源發(fā)展中的燃料電池

燃料電池是一種將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。當(dāng)以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。與常規(guī)發(fā)電廠相比，其二氧化碳排放量明顯降低。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，這時(shí)電池起著類似試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。

燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)用電器負(fù)載的變化，而且不需要很長的充電時(shí)間，在航天、軍事和交通等領(lǐng)城有廣闊的應(yīng)用前景?！净瘜W(xué)與職業(yè)】電池研發(fā)人員

電池研發(fā)與生產(chǎn)、生活和軍事等領(lǐng)域的發(fā)展密切相關(guān)。電池研發(fā)人員的工作包括電池構(gòu)成材料的研制、電池性能的改進(jìn)和應(yīng)用的拓展等。以燃料電池為例，研發(fā)中需要研究電極、電解質(zhì)等電池基本構(gòu)成材料的性質(zhì)和材料之間的相容性；研究不同類型的電池構(gòu)成材料在不同用途時(shí)對(duì)溫度、濕度等環(huán)境因素的適應(yīng)性；還要研究使用什么樣的電池材料使電池的容量更大；等等。這些研究工作關(guān)系著電池的效率、壽命、安全性、適用性和制造成本。在許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)中，都有具備著扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)的研究人員從事電池研發(fā)工作?！菊n堂練習(xí)】1.下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是（