資源簡介

(共26張PPT)
魯科版必修第二冊
第2章 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化
第2課時(shí)
化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的重要應(yīng)用——化學(xué)電池
1.氫能源被視為 21 世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗瑲溲跞剂想姵乇徽J(rèn)為是利用氫能解決未來人類能源危機(jī)的途徑之一。氫氧燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是什么？
2.氫氧燃料電池汽車推廣使用，面臨的主要問題是什么？
3.氫氧燃料電池是如何把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的呢？
思考
新課導(dǎo)入
一、化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的重要應(yīng)用——化學(xué)電池
形形色色的電池
知識(shí)梳理
根據(jù)原電池原理制成的電池。
原電池：
利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。
化學(xué)電池：
原電池的發(fā)明歷史可追溯到18世紀(jì)末期，當(dāng)時(shí)意大利生物學(xué)家伽伐尼正在進(jìn)行著名的青蛙實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用金屬手術(shù)刀接觸蛙腿時(shí)，發(fā)現(xiàn)蛙腿會(huì)抽搐。大名鼎鼎的伏特認(rèn)為這是金屬與蛙腿組織液(電解質(zhì)溶液)之間產(chǎn)生的電流刺激造成的。1800年，伏特?fù)?jù)此設(shè)計(jì)出了被稱為伏打電堆的裝置，鋅為負(fù)極，銀為正極，用鹽水作電解質(zhì)溶液。1836年，丹尼爾發(fā)明了世界上第一個(gè)實(shí)用電池，并用于早期鐵路信號(hào)燈。
初識(shí)
氫氧
燃料
電池
原電池是由哪些部分組成的？原電池中各部分的作用是什么？
觀察·思考
實(shí)驗(yàn)過程中，電流表指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，燃料電池中發(fā)生了反應(yīng)：2H2 + O2 === 2H2O。根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考：
1. 簡易氫氧燃料電池是如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的？
2. 組裝電池需要滿足哪些基本條件？
氫氧燃料電池工作原理
氫氧燃料電池工作原理
區(qū)域1
區(qū)域2
還原劑失電子
—極
氧化劑得電子
+極
電子流出
電子流入
離子
導(dǎo)體
e-
導(dǎo)體
導(dǎo)線
電解質(zhì)溶液
發(fā)生氧化反應(yīng)
發(fā)生還原反應(yīng)
+
-
e-
負(fù)極反應(yīng)物
失電子氧化反應(yīng)
正極反應(yīng)物
得電子還原反應(yīng)
電解質(zhì)溶液
傳導(dǎo)電子
【實(shí)驗(yàn)探究】原電池的工作原理
實(shí)驗(yàn)藥品：鋅片，銅片，稀硫酸
實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯，導(dǎo)線，電極
實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象
1．鋅片插入稀硫酸
2．銅片插入稀硫酸
3．鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸
思考：
1．鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？
2．鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)象又怎樣？為什么？
3．鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中c（H+）如何變化？
4．鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書寫？
5．電子流動(dòng)的方向如何？
工作原理分析
(1)分析裝置圖并填空
(2)原電池總反應(yīng)式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
負(fù)極
氧化反應(yīng)
Zn－2e－===Zn2+
正極
還原反應(yīng)
2H++2e－===H2↑
原電池
的構(gòu)成
2.兩個(gè)電極
3. 電子導(dǎo)體
1.電極反應(yīng)物
——導(dǎo)線
——傳導(dǎo)電荷的電解質(zhì)
——導(dǎo)電的固體
——在兩極上自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)
閉合回路
4. 離子導(dǎo)體
原電池的構(gòu)成條件
氫氧燃料電池的構(gòu)造
組裝原電池的基本條件
【思考】　如圖裝置中只有③⑤可以形成原電池，請分析構(gòu)成原電池的條件是什么？
提示　原電池的構(gòu)成條件：①活潑性不同的兩極。
②電解質(zhì)溶液作為離子導(dǎo)體。
③形成閉合回路。
交流·研討
生活中平常使用的 5 號(hào)電池或 7 號(hào)電池都是鋅錳干電池。鋅錳干電池分為酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池兩種。酸性鋅錳干電池的組成如圖所示。
在酸性鋅錳干電池中，負(fù)極反應(yīng)物和正極反應(yīng)物分別是什么？正負(fù)極材料分別是什么？離子導(dǎo)體是什么？
負(fù)極反應(yīng)物和負(fù)極材料
正極反應(yīng)物
離子導(dǎo)體
正極材料
發(fā)展中的化學(xué)電源
干電池
（一次電池）
充電電池
（二次電池）
燃料電池
(1)干電池——一次電池
①特點(diǎn)：放電之后不能充電。
②實(shí)例：鋅錳干電池。
鋅
鋅
碳棒
氯化銨、氯化鋅
(2)充電電池——二次電池
①特點(diǎn)：放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，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)。
②實(shí)例：鉛蓄電池，鋰離子電池。
(3)燃料電池
①特點(diǎn)：燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)換效率高，能長時(shí)間提供電能等。
②實(shí)例
以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下：
負(fù)極： 。
正極： 。
總反應(yīng)方程式：2H2＋O2===2H2O。
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【思考】　鉛蓄電池放電時(shí)的總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。請依據(jù)原電池工作原理分析電池的組成和工作原理。
提示　電池的組成：負(fù)極為鉛，正極為二氧化鉛。電解質(zhì)溶液為稀H2SO4。
工作原理：鉛在負(fù)極失去電子生成PbSO4，二氧化鉛在正極得到電子生成PbSO4，導(dǎo)線為電子導(dǎo)體，稀硫酸為離子導(dǎo)體，形成閉合回路。
化學(xué)電池
原電池
工作原理
構(gòu)成
電極
離子導(dǎo)體（電解質(zhì)溶液）
電子導(dǎo)體（導(dǎo)線）
自發(fā)氧化還原反應(yīng)
課堂小結(jié)
魯科版必修第二冊
1. 列說法中正確的是 (　　)
A.原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置
B.原電池中電子流出的一極是正極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C.原電池中電流從負(fù)極流出,從正極流入
D.原電池中的陽離子向正極移動(dòng)
當(dāng)堂檢測
D
2. X、Y兩根金屬棒插入Z溶液中構(gòu)成如圖所示裝置，實(shí)驗(yàn)中電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)X棒變粗，Y棒變細(xì)，則X、Y、Z可能是下列中的(　　)
編號(hào) X Y Z
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Zn 稀硫酸
C Cu Ag 硫酸銅溶液
D Ag Zn 硝酸銀溶液
D
3. 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
4. 氯鋁電池是一種新型的燃料電池。試回答下列問題：
(1)通入Cl2(g)的電極是 (填“正”或“負(fù)”)極。
(2)投入Al(s)的電極是 (填“正”或“負(fù)”)極。
(3)電子從 (填“Al”或“Cl”)極流向 (填“正”或“負(fù)”)極。
(4)每消耗8.1 g Al(s)，電路中通過的電子數(shù)目為 NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。
正
負(fù)
正
Al
0.9

展開更多......

收起↑