資源簡介

(共27張PPT)
高中化學
微課堂
CHEMISTRY
第六章 化學反應與能量
6.1.2 化學反應與電能
對電的依賴
伏打電池發(fā)明
風箏實驗
靜電認識
對電的敬畏
遠古時期
17
世紀
18世
紀中葉
18世
紀末
現(xiàn)代 社會
人類對電的認識歷程
火力發(fā)電
核能4%
風電5%
太陽能3%
火力發(fā)電
火電站工作原理示意圖
化學能
熱 能
機械能
燃燒
蒸汽
電 能
發(fā)電機
火力發(fā)電
火電站工作原理示意圖
化學能
熱 能
機械能
燃燒
蒸汽
電 能
發(fā)電機
90%
90%
90%
72.9%
能否通過某些方式將化學能直接轉化為電能？

火力發(fā)電
化學能
電 能

電流
電子定向移動
閉合通路
Q1：哪一類型的化學反應可以將化學能轉化為電能？
化學反應
氧化還原反應
氧化反應:失e-
還原反應:得e-
定向遷移
思 考
Zn片
稀H2SO4
Zn+2H+ = Zn2++H2↑
Q2：裝置為什么沒有電？
氧化反應
還原反應
導體
裝置Ⅰ
科學探究
Zn片
稀H2SO4
Cu片
稀H2SO4
A
Q3：裝置Ⅱ為什么沒有電？
裝置Ⅱ
科學探究
Zn片
Cu片
A
稀H2SO4
裝置Ⅲ
原電池
Zn2+
—
+
H+
科學探究
6.1.2 化學能轉化為電能
一、原電池
負極：Zn - 2e- = Zn2+（氧化反應），鋅片不斷溶解
正極：2H+ + 2e- = H2↑ （還原反應），銅片上有氣泡冒出
1、總反應：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
2、組成原電池的條件：
①自發(fā)進行的氧化還原反應；
②兩個金屬活潑性不同的電極（必須導電，不一定是金屬，非金屬可以是石墨）；
③閉合回路：
電解質(zhì)溶液
[外電路]電子：負極→正極，電流：正極→負極
[內(nèi)電路]電流：負極→正極（陽離子）
陽離子移向正極，陰離子移向負極。
稀H2SO4 pH不斷增大
Zn片
Cu片
A
稀H2SO4
裝置Ⅲ
原電池
Zn2+
—
+
H+
Q4：鋅片上失去的電子可不可以直接從溶液中到達銅片表面？
科學探究
6.1.2 化學能轉化為電能
一、原電池
負極：Zn - 2e- = Zn2+（氧化反應），鋅片不斷溶解
正極：2H+ + 2e- = H2↑ （還原反應），銅片上有氣泡冒出
1、總反應：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
2、組成原電池的條件：
①自發(fā)進行的氧化還原反應；
②兩個金屬活潑性不同的電極（必須導電，不一定是金屬，非金屬可以是石墨）；
③閉合回路：
電解質(zhì)溶液
[外電路]電子：負極→正極，電流：正極→負極
[內(nèi)電路]電流：負極→正極（陽離子）
陽離子移向正極，陰離子移向負極。
“電子不下水，離子不上岸”
稀H2SO4 pH不斷增大
課堂練習
C
1．下列裝置可以構成原電池的是(　　)
總反應：Zn+Cu2+ === Cu+Zn2+
鋅錳電池
負極
正極
電解質(zhì)
酸性
不可逆
Zn - 2e- = Zn2+
NH4Cl
濕的KOH
堿性鋅錳電池
不可逆
①防漏電
②
一次電池——干電池
被還原
鉛酸蓄電池
可逆
總電池反應:PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
充電
放電
電解質(zhì)溶液：H2SO4
負極：Pb
正極：PbO2
放電
充電：
pH增大
pH減小
二次電池——充電電池
化學能→電能
電能→化學能
鎳氫電池
可逆
電解質(zhì)溶液：KOH
負極：MH（儲氫合金）
正極：NiO(OH)
二次電池——充電電池
鋰電池
可逆
負極：Li
目前已經(jīng)市場化的鋰電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等產(chǎn)品。
正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例；
Li - e- = Li+
二次電池——充電電池
鋰電池
可逆
負極：Li
目前已經(jīng)市場化的鋰電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等產(chǎn)品。
正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例；
Li - e- = Li+
二次電池——充電電池
氫氧燃料電池
對環(huán)境友好
能量轉化率高
外界提供反應物
燃料電池
甲烷燃料電池
總電池反應:2H2 + O2 === 2H2O
點燃
總電池反應:CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
點燃
氫氧燃料電池
燃料電池
氫氧燃料電池
燃料電池
氫氧燃料電池
燃料電池
燃料電池
燃料電池
舉例 負極 正極 電解質(zhì) 特點 區(qū)別
一次電池 （不可逆） 鋅錳 干電池 Zn C MnO2和NH4Cl 久置易失效； 易漏電
封閉體系；與外界只有能量交換沒有物質(zhì)交換；活性物質(zhì)一旦用完，就不能再輸出電能
堿性鋅錳干電池 Zn C MnO2和KOH / 二次電池 （可逆） 鉛蓄電池 Pb PbO2 H2SO4 體積大；充電次數(shù)受限；Pb污染環(huán)境 鎳氫電池 NiO(OH) MH KOH 體積小 鋰電池 Li / / 質(zhì)量輕； 新一代可充電綠色電池 燃料電池 氫氧燃料電池 惰性電極 H2SO4和KOH 高效；對環(huán)境友好 敞開體系；與外界既有能量交換也有物質(zhì)交換；只要外界一直提供燃料，便能持續(xù)輸出電能
甲烷燃料電池 6.1.2 化學能轉化為電能
感謝聆聽！
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