第03讲化学能与电能的转化（原卷版）.docx

第03讲化学能与电能的转化

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三教材习题学解题

模块四核心考点精准练（6大考点）

模块五小试牛刀过关测

1.能理解化学能与其它形式能量的转化。根据电子转移和化学能的转化为电能相结合的视角分析原电池的构成条件。

2.以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。

3.认识化学能转化为电能的原理及其在生产、生活中的应用，形成化学有利于提高人类生活质量的观念。

4.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。

第1课时化学能转化为电能

一、化学能与电能的转化

1．化学能与电能的转化（火力发电）

（1）我国目前电能的主要来源：我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电、风力发电、核能、水力发电、生物质能等。

（2）火力发电过程中能量的转化：化学能热能机械能电能；

（3）火力发电的优点

=1\*GB3①我国煤炭资源丰富；

=2\*GB3②电能清洁、安全，又快捷方便。

（4）火力发电的缺点

①化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；

②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；

③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境。

2．原电池的工作原理及构成条件

（1）实验探究

实验步骤

装置图

实验现象

原因解释

①将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象

Zn片：锌片溶解，表面产生无色气泡

Cu片：无变化

反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气

②用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象

Zn片：锌片溶解

Cu片：铜片表面有气泡

锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生

③用导线连接锌片和铜片，并在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表指针是否偏转

Zn片：锌片溶解

Cu片：铜片表面有气泡

电流表A指针偏转

电流表指针偏转说明：导线中有电流；Cu片上有气泡说明：溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出

（2）原理分析：

装置示意图

电极材料

电极名称

电子转移

电极反应式

反应类型

锌片

负极

电子流出

Zn－2e－===Zn2＋

氧化反应

铜片

正极

电子流入

2H＋＋2e－===H2↑

还原反应

电子的流向

电子由负极经导线流向正极

反应本质

自发进行的氧化还原反应

总反应式

Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

结论

当用导线连接铜片和锌片一同进入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，电子则有锌片经导线流向铜片，溶液中的H+从铜片中获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上析出。由于导线上有电子通过，因此产生了电流，电流表的指针会发生偏转。

（3）原电池的工作原理

①反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应；

②电子流向：电子的移动方向是从负极流出，经导线流向正极（电子不下水）；

③离子移动：离子的移动方向是阳离子向正极移动，阴离子向负极移动（离子不上岸）。

（4）原电池的概念：将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应

（5）原电池的构成条件

①具有活泼性不同的两个电极，其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼；

②两电极插入电解质溶液（或者熔融的电解质）中；

③电极用导线相连并插入电解液形成闭合回路；

④能自发地发生氧化还原反应。

（6）原电池正、负极的判断方法

①一般是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，但也要注意电解质溶液的性质。

②镁铝用导线连接插入稀硫酸中，镁作负极，铝作正极；若电解质是氢氧化钠，则镁作正极，铝作负极。

③铜铝用导线连接插入稀硫酸中，铝作负极，铜作正极；若插入浓硝酸中，铝作正极，铜作负极。

【温馨提示】①构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。

②两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。

③在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液的性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。

二、原电池原理的应用

1．加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜