《化学能与电能》（教学课件-高中化学优质课）.pptx

1、估计在2050年火电仍居首位电能是怎样产生的？【资料卡片】一次能源：直接从自然界取得的能源。二次能源：一次能源经过加工、转换得到能源。1、阅读课本39页资料卡片，你认为火力发电属于一次能源，还是二次能源？为什么？2、请同学们观察课本40页图2-8火电站的工作原理示意图，结 合课本内容，分析火力发电时，能量是如何转化的？3、你认为火力发电存在哪些弊端？4、如何提高能量的利用率？探究主题一：火力发电火力发电原理及过程燃烧燃烧蒸汽蒸汽发电机发电机化学能化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能：1、从微观角度，电能是如何产生的？2、哪些化学反应可以实现化学能向电能直接转化？为什么？【分析】【分析】物理

2、学知识告诉我们，电荷的定向移动产生电流。氧化还原反应有电子的转移，为化学能转化成电能提供了可能性化学能 电能？直接转化为思考思考还原剂将电子直接转移给氧化剂，看单线桥问题：如果我们将单线桥想象成导线，电子在导线中定向移动就形成了电流，能实现这一想法吗？有同学提出，该装置并不是闭合回路，所以不能形成电流，这里就需要电解质溶液，以形成闭合回路。e e-还原剂 +氧化剂 =氧化产物 +还原产物分组实验探究 将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？Zn 稀硫酸稀硫酸 将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？Cu 稀硫酸稀硫酸 探究主题二：原电池 将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液

3、中，有什么现象？为什么？CuZn 稀硫酸稀硫酸若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象呢？CuZn 稀硫酸稀硫酸分组实验探究导线间接一电流计会有什么现象产生呢？说明什么？CuZn 稀硫酸稀硫酸原电池：将化学能转变为电能的装置叫做原电池AZnCuSO42H+H+e1、请同学们从得失电子的角度来分析，锌片和铜片上各发生了什么反应？原电池中电流是如何产生的呢？2、电池都有正负极，原电池的正负电极如何确定？锌片：Zn2e-=Zn2+(氧化反应)；铜片：2H+2e-=H2（还原反应）总反应的离子方程式：Zn+2H+=Zn2+H2【合作探究】锌失去电子，发生氧化反应；铜片上H+获得

4、电子，发生还原反应。在氧化还原反应中，锌片将失去的电子经过导线转移给铜片上H+，电子发生定向移动，从而产生电流。小贴士：由物理学知识可以知道，电流方向是从正极流向负极，电子的流向与电流方向相反，从负极流向正极。负极：失去电子，发生氧化反应；正极：得到电子，发生还原反应。探究主题三：原电池的工作原理讨讨论论稀硫酸稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+Zn2e-=Zn2+总反应：总反应：2H+2e-=H2Zn+2H+=Zn2+H2（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）锌片：锌片：铜片：铜片：Cu-Zn原电池：原电池：负极：负极：正极：正极：氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池电解质溶

5、液失e,沿导线传递，有电流产生还原反应2H+2e-=H2阴离子阳离子负极正极 探究主题三：原电池的工作原理请同学们以铜锌原电池为例，请同学们以铜锌原电池为例，思考讨论思考讨论：1 1、原电池由哪些部分组成？原电池由哪些部分组成？2 2、各部分在原电池工作过程中起到什么作用？、各部分在原电池工作过程中起到什么作用？完成填空练习（用序号）完成填空练习（用序号）传导电子构成外电路传导电子构成外电路氧化反应的场所氧化反应的场所和和还原反应的发生场所还原反应的发生场所传导离子构成内电路传导离子构成内电路提供还原剂提供还原剂提提供氧化剂供氧化剂氧化还原反应的发生场所氧化还原反应的发生场所组成部分组成部分作

6、用作用负极电极负极电极正极电极正极电极导线导线电解质溶液电解质溶液 探究主题四：原电池的组成思考交流3：在原电池工作中，微观粒子是如何运动的 请绘制原电池的模型Ge-外电路电流负极 氧化反应 正极 还原反应 SO42-e-内电路电流形成条件一：活泼性不同的两个电极材料负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等 探究主题五：形成原电池的条件（可以）（不可以）形成条件二：电极材料需插进电解质溶液中 探究主题五：形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（可以）注意：前提必须有一个能够自发进行的氧化还原反应 探究主题五：形成原电池的条件（不可以）形成条件四：形成条件四：至少有一个至少

7、有一个电极电极能与能与电解质溶液电解质溶液自发发生自发发生氧化还原反应。氧化还原反应。探究主题五：形成原电池的条件总结：构成原电池的条件有两种有两种活动性不同活动性不同的金属（或一种是非的金属（或一种是非 金属导体如碳棒）做电极。金属导体如碳棒）做电极。电极材料均插入电解质溶液中。电极材料均插入电解质溶液中。两电极要相连接或接触，形成闭合回路。两电极要相连接或接触，形成闭合回路。自发进行的氧化还原反应。自发进行的氧化还原反应。负极负极:较活泼的金属较活泼的金属正极正极:较不活泼的金属或非金属导体较不活泼的金属或非金属导体间接：间接：直接：直接：化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发

8、动机发动机电能电能装置装置原电池原电池概概念念构构成成条条件件工工作作原原理理1.1.在如下图所示的在如下图所示的8 8个装置中，属于原电池的有个装置中，属于原电池的有 .e课堂练习课堂练习:2.2.根据反应设计原电池，你有哪些可行方案根据反应设计原电池，你有哪些可行方案?（2Fe3+Fe =3Fe 2+）负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液FeCuCAgFeCl3Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3第一个电池的诞生 1799年，科学家伏打（伏特）以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出最早的电池伏打电池。伏打电堆思考如何书写两极和总反应式？3、病 例 分 析4、病 例

9、 分 析病 例 分 析 你能为她开一个药方吗？煤的主要成分是碳，你认为在C+O2=CO2中的化学能能否直接转化为电能？若能，请指出在两级放电的物质，若不能，请说明理由作业从理论到技术实践还是有很多困难的，如果能突破技术壁垒，该反应化学能直接转化为电能，将大大提高煤炭燃烧的能量利用率。虽然这个反应还未实现化学能到电能的直接转化，但很多氧化还原反应以设计成原电池并为人类实践服务。作业温馨提示化学改变生活化学改变生活 科技造福人类科技造福人类结课阅读 石墨烯是当今化学家最为青睐的材料，是世界上最薄、最硬的材料，石墨烯聚合材料电池的成本将比锂电池低77%，用此超级电池做汽车能源，理论上充电10分钟，能够跑1000米 目前，中国科学院、北大、南开、南航等单位的科学家在石墨烯研究领域居世界领先水平。希望大家认真学习科学知识和研究方法，勇于创新，在“碳时代”闯出一片天空，服务社会，为国争光服务社会，为国争光。