6.1.2化学反应与电能课件高一下学期化学人教版(1【01】).pptx

第2课时化学反应与电能

一、化学能转化为电能

1.燃煤发电的能量转化。

(2)燃烧(氧化还原反应)是使化学能间接转换为电能的关键。

微训练1下列关于各种形式的能量相互转化途径的叙述错误的是()。

A.家庭液化气灶将化学能转变为热能

B.灯泡将电能全部转变为光能

C.光合作用将光能转变为化学能

D.太阳能电池将太阳能转变为电能

答案:B

解析:灯泡除了将电能转变为光能之外,还转变为热能等其他形式的能量。

2.原电池。

(1)实验探究。

(2)原电池的定义:把化学能转化为电能的装置。

(3)锌铜原电池的工作原理。

电池总反应:Zn+2H+══Zn2++H2↑。

(4)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。

(5)原电池的构成要素。

理论上,自发的氧化还原反应均可设计成原电池。

①两个活动性不同的金属(或一个为金属,一个为能导电的非金属)电极。

②具有电解质溶液。

③形成闭合回路。

微判断(1)原电池中电子从负极经过溶液移向正极。()

(2)负极失去电子发生氧化反应。()

(3)盐酸与氢氧化钠溶液混合放热,故可以设计成原电池。

()

(4)锌-铜-稀硫酸原电池中,将铜换成石墨棒也能产生电流。

()

(5)原电池中阳离子移向正极。()

×

√

×

√

√

二、发展中的化学电池

1.一次电池。

电池放电后不能再充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行),这种电池属于一次电池。

锌锰电池—

电子由锌筒(填电极材料,下同)流向石墨棒。

锌逐渐消耗,二氧化锰不断被还原。

2.二次电池。

(1)定义:电池放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。这种充电电池属于二次电池。

(2)常见的充电电池:①铅酸蓄电池;②镍氢电池;③锂离子电池。

3.燃料电池。

(1)定义:将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。

(2)特点:①清洁、安全、高效;②反应物从外部提供;③能量转化率可以超过80%。

微训练2下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是()。

A.碱性锌锰电池 B.锂离子电池

C.铅酸蓄电池 D.镍氢电池

答案:A

解析:碱性锌锰电池属于一次电池,不属于可充电电池,A项符合题意;锂离子电池、铅酸蓄电池、镍氢电池属于可充电电池,B、C、D三项不符合题意。

一化学能转化为电能

问题探究

据报道,野外生存达人用柠檬、一排铜钉和一排锌钉制作的水果电池能引燃易燃物用于野外生火。某同学受到启发自己动手制作了一个这样的“柠檬电池”。

(1)该“柠檬电池”的正、负极分别是什么?铜片、石墨棒、柠檬能不能形成原电池?

提示:该电池的负极是锌片,正极是铜片。不可以。原电池的电极材料是活泼性不同的金属或能导电的非金属,同时负极金属要与电解质溶液能发生自发的氧化还原反应。

(2)氧化还原反应的规律之一是得失电子守恒。原电池工作时,负极失去的电子总数与正极得到的电子总数有何关系?为什么?

提示:相等。原电池中,负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,根据氧化还原反应中电子守恒规律知,正极上得电子总数与负极上失电子总数相等。

(3)观察该“柠檬电池”的反应现象,判断原电池工作时,电子和离子的移动方向。

提示:该“柠檬电池”中,负极锌片变薄,正极铜片上有气泡产生。原电池工作时,电子是由负极经过导线移向正极;在原电池内部电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

重难归纳

1.原电池的工作原理。

原电池总反应式:Zn+2H+══Zn2++H2↑。

(1)两反应:正极发生还原反应;负极发生氧化反应。

(2)三方向。

①电流方向:正极→负极。

②电子流动方向(导线中):负极→正极。

③离子移动方向(电解质溶液中):阳离子→正极;阴离子→负极。

2.原电池的构成条件。

3.原电池正、负极的“常用”判断方法。

特别提醒

(1)在判断原电池正、负极时,既要考虑金属活动性的强弱也要考虑电解质溶液的性质。如由镁、铝、稀盐酸构成的原电池中,负极为Mg;但是由镁、铝、氢氧化钠溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。

(2)燃料电池放电时,正、负极的质量都不变;铅酸蓄电池放电时,正、负极的质量都增加,正极上PbO2→PbSO4,负极上Pb→PbSO4。

典例剖析

【例1】在如图所示装置中,观察到电流表指针发生偏转,M棒变粗,N棒变细,P为电解质溶液。由此判断下列M、N、P所代表的物质符合上述情况的是()。

答案:C

解析:该装置是原电池,M棒变粗,则M棒作正极,有金属单质析出;N棒变细,则N棒作负极,失电子溶解。A项