資源簡介

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第六章
第一節 化學反應與能量變化
第二課時 化學反應與電能
新人教版 化學 必修第二冊
目錄
01
02
化學電池
原電池
火力發電
我們日常使用的電能主要來自火力發電。火力發電是通過化石燃料燃燒時發生的氧化還原反應，使化學能轉化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，帶動發電機發電。火力發電過程中，化學能經過一系列能量轉化過程，間接轉化為電能。其中，燃燒（氧化還原反應）是關鍵。
火力發電
火力發電
直接？
化學能
燃料燃燒
熱能
蒸汽輪機
機械能
發電機
電能
1.煤炭是非可再生資源，會造成能源危機
2.煤炭燃燒會產生污染性氣體
3.經多次轉換，能量損耗大，燃料的利用率低
01
一、原電池
內容內容內容
實驗6-3
內容內容內容
實驗6-3
實驗裝置 實驗現象 實驗結論
鋅片：逐漸溶解，
表面有氣泡產生
銅片：沒有變化
鋅與稀硫酸反應生成氫氣，銅與稀硫酸不反應。
鋅片：逐漸溶解
銅片：表面有氣泡產生
電流表：指針發生偏轉
Zn
稀H2SO4
Cu
A
Zn
稀H2SO4
Cu
鋅與稀硫酸發生反應，
但銅片上有氫氣生成，
發生反應的同時產生電流。
內容內容內容
一、原電池
1.定義
把化學能轉化成電能的裝置，稱為原電池
+
-
負極：
電子流入（或電流流出）的一極
正極：
電子流出（或電流流入）的一極
2.電極
內容內容內容
一、原電池
3.電極反應
負極
正極
電極名稱：
電極反應：
Zn－2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
電極反應類型：
氧化反應
還原反應
原電池總反應式： ；
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
內容內容內容
一、原電池
4.粒子移動方向
外電路：
內電路：
陽離子 → 正極
陰離子 → 負極
負極 → 正極
正極→ 負極
電子e-：
電流I：
負極
正極
“電子不下水，離子不上岸”
內容內容內容
一、原電池
5.構成原電池的條件
①具有兩個能導電的電極
稀硫酸
Zn Zn
一般為兩種活動性不同的金屬
稀硫酸
Zn Cu
較活潑的金屬做負極
較不活潑的金屬做正極
或金屬與能導電的非金屬（石墨等）
內容內容內容
一、原電池
5.構成原電池的條件
②具有電解質溶液或熔融電解質
稀硫酸
Zn Cu
酒精
Zn Cu
內容內容內容
一、原電池
5.構成原電池的條件
③電極間形成閉合回路
稀硫酸
Zn Cu
Zn Cu
稀硫酸
稀硫酸
Zn Cu
用導線連接兩極與電解質溶液共同形成閉合回路
也可以讓兩個電極直接接觸
內容內容內容
一、原電池
5.構成原電池的條件
④能自發進行氧化還原反應
一般負極與電解質溶液發生氧化還原反應
即原電池的總反應
稀硫酸
Ag Cu
硫酸銅
Ag Cu
硝酸銀
Ag Cu
內容內容內容
一、原電池
5.構成原電池的條件
①具有兩個能導電的電極
②具有電解質溶液或熔融電解質
④能自發進行氧化還原反應
一般為兩種活動性不同的金屬或金屬與能導電的非金屬（石墨等）
③電極間形成閉合回路
用導線連接兩極與電解質溶液共同形成閉合回路，
也可以讓兩個電極直接接觸
一般負極與電解質溶液發生氧化還原反應
即原電池的總反應
01
二、化學電源
二、化學電源
干電池
堿性電池
蓄電池
鋰離子電池
燃料電池
二、化學電源
正極
負極
電解質溶液
e-
這種電池放電之后不能充電（內部的氧化還原反應無法逆向進行），屬于一次電池。
+
-
逐漸消耗
不斷被還原
電池電壓逐漸降低，最后失效
鋅錳干電池構造原理
1.一次電池
二、化學電源負極：Zn—2e—===Zn2+正極：2MnO2+2NH4++ 2e—=2MnOOH+ 2NH3↑總反應：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH1.一次電池鋅錳干電池容易漏液（鋅外殼變薄；糊狀NH4Cl顯酸性）鋅錳干電池的缺點:drybattery了解即可二、化學電源
堿性鋅錳干電池
1.一次電池
了解即可
濕的氫氧化鉀
NH4Cl糊狀
電解液
總反應： Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+ 2MnO(OH)
負極反應： Zn + 2OH— — 2e— =Zn(OH)2
正極反應： 2MnO2+2H2O+2e— =2MnO(OH)+2OH—
二、化學電源
充電電池又稱二次電池，放電時所進行的氧化還原反應，在充電時又逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態。
2.二次電池
汽車用鉛酸蓄電池
鎳氫電池
了解即可
二、化學電源
2.二次電池
鉛酸蓄電池
汽車用鉛酸蓄電池
正極： PbO2
負極：Pb
電解質溶液：稀硫酸
總反應： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放電
充電
負極：Pb + SO42- －2e- == PbSO4
正極：PbO2 +4H+ + SO42- +2e- == PbSO4 +2H2O
storage battery
二、化學電源
2.二次電池
鎳氫電池
無污染，
能量密度高，
可快速充放電，
循環壽命長。
有記憶效應。
了解即可
二、化學電源
2.二次電池
lithium ion battery
能量密度大，
沒有記憶效應。
循環性能優越、
可快速充放電。
使用壽命長。
不含有毒有害物質，
被稱為綠色電池。
了解即可
鋰離子電池
二、化學電源
3.燃料電池
fuel cell
了解即可
將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑(如氧氣）的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置，
具有清潔、安全、高效等特點。
燃料電池的能量轉化率可以達到80%以上。
原理
優點
與其他電池的區別
反應物不儲存在電池內部，由外設設備提供燃料和氧化劑。
內容內容內容
三、燃料電池
使用燃料電池的汽車
課堂檢測
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
B
1.下列反應理論上不能設計成原電池的是（ ）
A．3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO
B．FeCl3＋3NaOH=3NaCl＋Fe(OH)3↓
C．2KMnO4 === K2MnO4 + MnO2 + O2↑
D．Cl2 + 2NaOH ═NaClO + NaCl + H2O
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
B
2.某同學用鋁片、銅片和西紅柿組成水果電池，下列說法不正確的是
A．該水果電池中，水果的作用是提供電解質溶液
B．該電池放電時，電子由鋁片經電解質溶液流向銅片
C．該水果電池中，鋁片做負極發生氧化反應
D．可以通過調節電極材料、水果的種類來調節電池效果
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
D
3.下列電池不屬于二次電池的是
A B C D
手機用鋰電池 電動汽車用電池 鉛酸蓄電池 鋅錳干電池
課堂總結
課堂總結
01
02
03
04
原電池
原電池的構成條件
粒子的移動方向
二次電池
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