1、栏目导航栏目导航第2章化学键 化学反应规律第2节化学反应与能量转化课时2化学反应能量转化的重要应用化学电池1.氢能源被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源，氢氧燃料电池被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池的优点是什么？2.氢氧燃料电池汽车推广使用，面临的主要问题是什么？3.氢氧燃料电池是如何把化学能转化为电能的呢？二、化学反应能量转化的重要应用二、化学反应能量转化的重要应用化学电池化学电池二、化学反应能量转化的重要应用二、化学反应能量转化的重要应用化学电池化学电池根据原电池原理制成的电池。根据原电池原理制成的电池。利用利用氧化还原反应氧化还原反应将将化学能化学能直接转
2、化成直接转化成电能电能的装置。的装置。 原电池是由哪些部分组成的？原电池是由哪些部分组成的？ 原电池中各部分的作用是什么？原电池中各部分的作用是什么？ 实验过程中，电流表指针发生明显偏转，燃料电池中发生了反应：实验过程中，电流表指针发生明显偏转，燃料电池中发生了反应：2H 2 + O 2 = 2H 2 O。根据观察到的实验现象思考：。根据观察到的实验现象思考：1. 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？2. 组装电池需要满足哪些基本条件？组装电池需要满足哪些基本条件？初识氢氧燃料电池初识氢氧燃料电池导线电解质溶液负极反应物失电子氧化反应正极反应
3、物得电子还原反应电解质溶液传导电子活动活动探究探究实验目的实验目的 利用所给用品设计装置并进行实验，将下列反应所释放的能量转化为电能。 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2实验用品实验用品 锌片，铜片，石墨棒，稀硫酸，稀盐酸； 烧杯，导线，电流表，开关。小组合作，根据实验目的和实验用品设计一个简单的原电池小组合作，根据实验目的和实验用品设计一个简单的原电池方法指导方法指导氧化还原反应氧化还原反应分开进行分开进行形成闭合回路形成闭合回路设计原电池的基本思路设计原电池的基本思路设计思路及依据设计思路及依据实验装置实验装置实验现象实验现象Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2
4、确定确定负极负极选择负极反应物选择负极反应物: :_ _ _选择负极材料选择负极材料:_:_ _ _确定确定正极正极选择正极反应物选择正极反应物:_:_ _选择正极材料选择正极材料:_:_构成闭构成闭合回路合回路选择离子导体选择离子导体:_:_选择电子导体选择电子导体:_:_ _ _ 锌片逐渐锌片逐渐溶解；正溶解；正极材料表极材料表面有气泡面有气泡生成。生成。锌片锌片锌片锌片氢离子氢离子铜片铜片稀硫酸稀硫酸导线导线思考思考1. 分析锌、铜、稀硫酸原电池的工作原理。2. 锌片、铜片与稀硫酸，哪些可以替换为其他物质却同样能产生电流？氧化反应氧化反应电极反应式：电极反应式： Zn-2e-=Zn2+还
5、原反应还原反应电极反应式：电极反应式：2H+2e-=H2正极材料正极材料（导电）（导电）电解质溶液电解质溶液含有正极反应物含有正极反应物H+电子导体电子导体负极材料（导电）负极材料（导电）负极反应物负极反应物稀盐酸稀盐酸石墨、活动性石墨、活动性比锌弱的金属比锌弱的金属替换替换替换替换不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体 金属（活动性比负极弱）或石墨金属（活动性比负极弱）或石墨一般是能电离出正极反应物离子的电解质溶液一般是能电离出正极反应物离子的电解质溶液 （燃料电池正极反应物位（燃料电池正极反应物位O2，电解质不做反应物），电解质不做反应
6、物）负极反应物为金属时，用负极反应物做负极材料（活动性比正极强）负极反应物为金属时，用负极反应物做负极材料（活动性比正极强）负极反应物不导电时，负极材料用惰性导电材料（如石墨）负极反应物不导电时，负极材料用惰性导电材料（如石墨）迁移应用迁移应用根据原电池原理和设计思路，将反应根据原电池原理和设计思路，将反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu设计成原电池，画出装置图，并写出正负极反应式。Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu负极反应：负极反应：正极反应：正极反应：1.设计原电池(1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。(2)拆：将氧化还原反
7、应拆分为氧化反应和还原反应（负极=总反应-正极） 负极电极反应：还原剂ne=氧化产物 正极电极反应：氧化剂ne=还原产物(3)找：确定原电池的负极、正极材料和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。知识拓展原电池原理的四大应用(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。2.加快氧化还原反应的速率(2)应用：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制取H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的腐蚀，使
8、产生H2的速率加快。(2)应用：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性：AB。3.比较金属的活动性强弱(1)原理：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。 在轮船外壳上镶嵌锌块,在海水中形成原电池,锌做负极失去电子,铁受到保护而不被腐蚀。4.金属腐蚀的防护负极正极发生氧化反应电子流出电流流入阴离子移向较活泼金属质量减少或溶解电极反应电子流向电流流向离子移向电极材料电极现象发生还原反应电子流入电流流出阳离子移向较不活泼金属或非金属质量增加或产生气体交流交流研讨研讨 生活中平常使用的 5 号电池或 7 号电池都是锌锰干电池。锌锰干电池分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池两种。酸性锌锰干电池的组成如图 所示。 在酸性锌锰干电池中，负极反应物和正极反应物分别是什么？正负极材料分别是什么？离子导体是什么？负极反应物和负极材料正极反应物离子导体正极材料
