1、123水電站水電站直接從自然界直接從自然界取得取得的能源稱為的能源稱為一次能源一次能源4 電能是現代社會電能是現代社會中應用最廣泛、使用中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的最方便、污染最小的一種二次能源，又稱一種二次能源，又稱為電力。為電力。5火電站火電站一次能源經加工、轉換得到的能源稱為一次能源經加工、轉換得到的能源稱為二次能源二次能源620012001年我國發電總量構成圖年我國發電總量構成圖火力發電占據絕大部分火力發電占據絕大部分什么是火力發電？什么是火力發電？火電站的工作原理如何火電站的工作原理如何? ?71、火力發電原理及過程、火力發電原理及過程燃燒燃燒蒸汽蒸汽發電機發電機化學能化學能

2、 熱能熱能 機械能機械能 電能電能一、化學能與電能的相互轉化一、化學能與電能的相互轉化8 化學能化學能 熱能熱能 機械能機械能 電能電能燃燒燃燒蒸汽蒸汽發電機發電機火力發電的原理分析。火力發電的原理分析。92、火力發電的化學深層本質分析、火力發電的化學深層本質分析燃燒燃燒氧化還原反應氧化還原反應氧化劑與還原劑之間發生電子的轉移氧化劑與還原劑之間發生電子的轉移火力發電火力發電將化學能經一系列能量轉化為電能將化學能經一系列能量轉化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過程過程關鍵關鍵本質本質本質本質引起引起10火力發電優點:a.我國煤炭資源豐富我國煤炭資源豐富,廉價

3、方便。廉價方便。b.電能清潔安全電能清潔安全,又快捷方便。又快捷方便?；鹆Πl電缺點:a.排出大量的溫室效應氣體。排出大量的溫室效應氣體。b.有廢氣可能導致酸雨有廢氣可能導致酸雨c.廢料廢水廢料廢水d.儲量有限儲量有限e.能量轉換效率低能量轉換效率低11 化學能化學能 電能電能？12化學能電能化學能電能 ？（看書（看書P35頁第二、三段，回答問題）頁第二、三段，回答問題）1、當氧化劑和還原劑直接接觸進行反應時，化學、當氧化劑和還原劑直接接觸進行反應時，化學能要經過一系列能量轉換才能轉換為電能。能要經過一系列能量轉換才能轉換為電能。2、把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應和還原反、把氧化劑和還原劑分開

4、，使氧化反應和還原反應在兩個不同區域進行。應在兩個不同區域進行。3、需要在氧化劑和還原劑之間架設橋梁使電子從、需要在氧化劑和還原劑之間架設橋梁使電子從氧化劑區域流向還原劑區域。氧化劑區域流向還原劑區域。4、考慮氧化反應和還原反應發生的條件和環境，、考慮氧化反應和還原反應發生的條件和環境，化學物質的選擇?；瘜W物質的選擇。5、從電學角度考慮儀器選擇和組裝問題。、從電學角度考慮儀器選擇和組裝問題。13 離子方程式離子方程式思考問題思考問題尋找答案尋找答案你對問題你對問題的想法的想法ZnCu鋅表面有氣泡鋅表面有氣泡產生，銅表面產生，銅表面無明顯現象無明顯現象1.1.反應中，哪種物質失電子，哪種物質得電

5、子反應中，哪種物質失電子，哪種物質得電子演示探究演示探究實驗現象實驗現象用導線將鋅表面的電子引出來用導線將鋅表面的電子引出來Zn +2H+ = Zn 2+ +H2.什么方法可使什么方法可使Zn與與H+分開，不讓分開，不讓H+直接在直接在Zn表面得電子？表面得電子？原電池實驗視頻原電池實驗視頻14 離子方程式離子方程式思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內交流組內交流 列出想法列出想法 演示探究實驗現象實驗現象CuCu起傳導電子的作用。起傳導電子的作用?？捎秒娏鞅頊y電流及方向?？捎秒娏鞅頊y電流及方向。Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2ZnCu大量氣泡從銅大量氣泡從銅片逸出，鋅片片逸出，鋅片部

6、分溶解部分溶解1.H1.H+ +得到的電子是得到的電子是CuCu失去的嗎？失去的嗎？2.2.在這個過程中在這個過程中CuCu起什么作用？起什么作用？3.3.你怎樣才能知道導線中有電子通過？你怎樣才能知道導線中有電子通過？15 解釋實驗現象解釋實驗現象思考問題思考問題尋找答案尋找答案組內交流組內交流 列出想法列出想法演示探究實驗現象實驗現象化學能直接轉化為電能化學能直接轉化為電能1.1.電子從電子從ZnZn到到H H+ +經歷了哪些途徑？經歷了哪些途徑？2.2.你認為這個過程能量是如何轉化的？你認為這個過程能量是如何轉化的？鋅表面無氣泡，鋅表面無氣泡，銅表面有氣泡，銅表面有氣泡，電流表發生偏轉。

7、電流表發生偏轉。電子由電子由Zn 導線導線 銅片銅片 H+ 定向移動定向移動產生電流，故電流表的指針發生偏轉產生電流，故電流表的指針發生偏轉ZnCu16 實驗現象實驗現象 ：銅片上有氣泡產生，鋅片不斷溶：銅片上有氣泡產生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發生偏轉。解，電流表的指針發生偏轉。 實驗結論實驗結論 ：導線中有電流通過：導線中有電流通過1718二二. .化學能直接轉化為電能化學能直接轉化為電能1.1.原電池的概念、前提原電池的概念、前提 將化學能轉化為電能的裝置將化學能轉化為電能的裝置 概念概念:2.前提前提: 能自發發生氧化還原反應能自發發生氧化還原反應193.3.原電池的工作原理原電池的

8、工作原理能量轉變能量轉變 化學反應化學反應將化學能直接轉化為將化學能直接轉化為電能電能氧化還原反應中電子氧化還原反應中電子轉移轉移 (負極失去電子負極失去電子經過導線定向的流入經過導線定向的流入正極正極)原電池原電池20原電池的正負極原電池的正負極負極：電子流出的一極（負極定義）；化合價升高的一極；發生氧化反應的一極；活潑性相對較強（有時候也要考慮到電解質溶液對兩極的影響）金屬的一極。正極：電子流入的一極（正極定義）；化合價降低的一極；發生還原反應的一極；相對不活潑（有時候也要考慮到電解質溶液對兩極的影響）的金屬或其它導體的一極。21電極材料電極材料電極反應式電極反應式發生的反應發生的反應原電

9、池的電極原電池的電極Zn片片Cu片片總的離子反應方程式總的離子反應方程式Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e=H+2e=H2 2Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2負極負極正極正極還原反應還原反應氧化反應氧化反應22電極電極材料材料現象現象電子電子得失得失電極反應電極反應原電池原電池的電極的電極ZnZn片片CuCu片片總的離子反應方程式總的離子反應方程式失失得得ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2負極負極正極正極Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+H2 2有氣有氣體產體產生生ZnZ

10、n片片溶解溶解鋅銅原電池原理鋅銅原電池原理負極出電子，電子回正極負極出電子，電子回正極23 Zn2+ + 負極負極 正極正極 - - Zn Cu電流表電流表SO42-H+H+e-IH2244.原電池化學反應本質：原電池化學反應本質： 較活潑的金屬發生氧化反應，較活潑的金屬發生氧化反應，電子電子從較活從較活潑的金屬（潑的金屬（負極負極）通過外電路流向通過外電路流向較不活潑的較不活潑的金屬（金屬（正極正極）。）。 自發的氧化還原反自發的氧化還原反應應25 外電路：外電路：電子由負極流向正極，電子由負極流向正極， 電流由正極流向負極電流由正極流向負極內電路：內電路：陰離子移向負極，陽離陰離子移向負極

11、，陽離 子移向正極，電流由負子移向正極，電流由負 極流向正極極流向正極e5.電荷流向電流流向：電荷流向電流流向：負極負極正極正極26CH2SO4（不可以）（不可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）例例2條件一：有活潑性不同的兩種金屬或非條件一：有活潑性不同的兩種金屬或非金屬金屬27實驗探究實驗探究A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4原電池原電池電流表指針電流表指針是否偏轉是否偏轉區別區別結論結論偏轉偏轉兩極材料不同兩極材料不同有兩種活潑性不同的金有兩種活潑性不同的金

12、屬（或非金屬）作電極屬（或非金屬）作電極不偏轉不偏轉28實驗探究實驗探究A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCu酒精酒精A AZnZnCuCuHClHCl原電池原電池電流表指針電流表指針是否偏轉是否偏轉區別區別結論結論不偏轉不偏轉溶液不同溶液不同電極材料均插入電極材料均插入電解質溶液中電解質溶液中偏轉偏轉29A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4實驗探究實驗探究A AC CCuCuH H2 2SOSO4 4原電池原電池電流表指針電流表指針是否偏轉是否偏轉區別區別結論結論不偏轉不偏轉電極材料不同電極材料不同能自發地發生氧化還原反應能自發地發生氧化還原反應3

13、0電流表指針電流表指針原電池原電池組組偏轉偏轉區別區別結論結論不偏轉不偏轉容器不同容器不同兩極相連形成閉合回路兩極相連形成閉合回路實驗探究實驗探究A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4 31（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：電極需插進電解質溶液中；形成條件二：電極需插進電解質溶液中；實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件32實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（不可以）33 6.原電池形成條件：原電池形成條件：

14、 兩種活潑性不同的金屬（或其中一種兩種活潑性不同的金屬（或其中一種為能導電的非金屬，如為能導電的非金屬，如“碳棒碳棒”）作電極。）作電極。 其中較活潑金屬為負極。較不活潑金其中較活潑金屬為負極。較不活潑金屬（或非金屬）為正極（屬（或非金屬）為正極（正極一般不參與正極一般不參與電極反應，只起導電作用電極反應，只起導電作用）。）。 電解質溶液電解質溶液 形成閉合電路形成閉合電路 能自發地發生氧化還原反應能自發地發生氧化還原反應兩極一液一連線兩極一液一連線34下列能形成原電池的有哪些？下列能形成原電池的有哪些？A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4

15、 4A AZnZnCuCu酒精酒精ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4*A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCuHClHCl A AC CCuCuHClHCl357.如何書寫電極反應方程式如何書寫電極反應方程式負極（鋅片）：負極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+負極（鋅片）：負極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+正極（石墨）：正極（石墨）： 2H+2e - = H2 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu 總反應總反應: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 總反應總反應: Zn

16、+ Cu2+ = Zn 2+ + Cu 36電極反應方程式的書寫方法電極反應方程式的書寫方法負極：負極：較活潑金屬（較活潑金屬（a） 電極反應：電極反應：a-ne-=an+ (氧化反應氧化反應)正極：正極：較不活潑金屬或非金屬（較不活潑金屬或非金屬（b） 電極反應：電極反應： Cm+ + me- = C (還原反應還原反應) 要求書寫時，正負極得失電子數相等。要求書寫時，正負極得失電子數相等。37具體分類判斷具體分類判斷1.1.第一類原電池第一類原電池：兩個活潑性不同的電極兩個活潑性不同的電極( (金屬與金屬、金屬與石金屬與金屬、金屬與石墨碳棒、金屬與難溶金屬氧化物墨碳棒、金屬與難溶金屬氧化物

17、) )；電解質溶液，至少要能與一個電極發生有電子轉電解質溶液，至少要能與一個電極發生有電子轉移的氧化還原反應，一般是置換反應；移的氧化還原反應，一般是置換反應；兩電極插入電解質溶液中且用導線連接。兩電極插入電解質溶液中且用導線連接。38 方法：先找出兩極相對活潑性，相對活潑的金方法：先找出兩極相對活潑性，相對活潑的金屬作負極，負極失去電子發生氧化反應，形成陽離屬作負極，負極失去電子發生氧化反應，形成陽離子進入溶液；較不活潑的金屬作正極，溶液中原有子進入溶液；較不活潑的金屬作正極，溶液中原有的陽離子按氧化性強弱順序在正極上得到電子還原的陽離子按氧化性強弱順序在正極上得到電子還原反應，析出金屬或氫

18、氣，正極材料不參與反應。如反應，析出金屬或氫氣，正極材料不參與反應。如：MgAlHClMgAlHCl溶液構成的原電池中，負極為溶液構成的原電池中，負極為MgMg。 但但MgAlNaOHMgAlNaOH溶液構成的原電池中，負極為溶液構成的原電池中，負極為AlAl（MgMg與與NaOHNaOH溶液不反應，溶液不反應，AlAl是兩性金屬，可以與是兩性金屬，可以與NaOHNaOH溶液反應）。再分析進入溶液的微粒能否在電解質溶液反應）。再分析進入溶液的微粒能否在電解質環境中存在環境中存在 （得失電子不能同時在同極上發生）（得失電子不能同時在同極上發生），不能存在時應考慮其與電解質之間的后續反應。，不能存

19、在時應考慮其與電解質之間的后續反應。39如：如：MgMg、AlAl在堿性環境中構成的原電池在堿性環境中構成的原電池 解析：在堿性環境中解析：在堿性環境中Al Al 比比 MgMg活潑，其反實質為活潑，其反實質為AlAl與堿溶與堿溶液的反應：液的反應： 2Al+2OH 2Al+2OH- -+6H+6H2 2O=2AlOO=2AlO2 2- -+3H+3H2 2+4H+4H2 2O O 負極：負極：2Al - 6e- + 8OH2Al - 6e- + 8OH- - = 2AlO = 2AlO2 2- - + 4H + 4H2 2O O 正極：正極：6H6H2 2O + 6e- =3HO + 6e-

20、 =3H2 2 + 6OH + 6OH- - 注意：注意：Al-3e-=AlAl-3e-=Al3+3+，此時，此時Al3Al3+ +在堿性環境不能穩定存在堿性環境不能穩定存在，會與在，會與OHOH- -（過量）結合轉化為（過量）結合轉化為AlOAlO2 2- - 40l 2.2.第二類原電池第二類原電池： 兩個活動性不同的電極；兩個活動性不同的電極； 任何電解質溶液任何電解質溶液( ( 酸、堿、鹽皆可酸、堿、鹽皆可) )； 形成回路形成回路。 這類原電池的特點是電極與電解質溶液不發生置這類原電池的特點是電極與電解質溶液不發生置換反應，換反應，電解質溶液只起導電作用電解質溶液只起導電作用。正極一

21、般是吸正極一般是吸氧腐蝕氧腐蝕的電極反應式：的電極反應式：O O2 22H2H2 2O O4e- 4e- 4OH4OH。微。微電池電池( (即若干微小的原電池即若干微小的原電池) )為不正規的原電池。合為不正規的原電池。合金或不純的金屬在潮濕空氣中就能形成微電池。電金或不純的金屬在潮濕空氣中就能形成微電池。電化學腐蝕即微電池腐蝕，依然是原電池原理。一般化學腐蝕即微電池腐蝕，依然是原電池原理。一般原電池和微電池的區別在于前者中兩個電極不直接原電池和微電池的區別在于前者中兩個電極不直接接觸，故前者電流是在導線中流動，而后者電流是接觸，故前者電流是在導線中流動，而后者電流是在金屬體內部流過。微電池腐

22、蝕分為析氫腐蝕在金屬體內部流過。微電池腐蝕分為析氫腐蝕( (發生發生在酸性較強的溶液里，正極上在酸性較強的溶液里，正極上H+H+被還原被還原) )和吸氧腐蝕和吸氧腐蝕 ( (發生在中性、堿性或極弱酸性溶液里，正極上是氧發生在中性、堿性或極弱酸性溶液里，正極上是氧氣被還原：氣被還原：O O2 22H2H2 2O O4e- 4e- 4OH4OH) )。413.燃料電池燃料電池：燃料電池中都是燃料在負極失電子，燃料電池中都是燃料在負極失電子，O O2 2 在正極在正極得電子。書寫此類電池的電極反應式時，應先寫正得電子。書寫此類電池的電極反應式時，應先寫正極（極（O O2 2 ）反應式，再利用總式）反

23、應式，再利用總式正極反應式正極反應式= =負極負極反應式反應式注意：注意： 若電解質溶液呈酸性，在電極反應式中若電解質溶液呈酸性，在電極反應式中不能出現不能出現OHOH- - 。 若電解質溶液呈堿性，在電極反應式中不若電解質溶液呈堿性，在電極反應式中不能出現能出現H H+ + 。 練習題見同步練習冊練習題見同步練習冊P51P51第第1414題。題。42氫氧燃料電池氫氧燃料電池解析：解析：H2、O2燃料電池中反應實質為燃料電池中反應實質為 ：2H2+O2=2H2 O 、酸性環境中：、酸性環境中：H+能穩定存在，能穩定存在，O2-會與會與H+結合結合成成H2O，負極：負極：2H2-4e-=4H+

24、正極：正極：O2+4H+4e-=2H2O、堿性環境中：、堿性環境中：H+不能穩定存在會與不能穩定存在會與OH-結合成結合成水，而水，而O2-也不能穩定存在會與水結合形成也不能穩定存在會與水結合形成OH- 負極：負極：2H2-4e-+4OH-=4H2O 正極：正極：O2+2H2O+4e-=4OH-、中性環境中：、中性環境中：H+能穩定存在：能穩定存在：O2-會與會與H2O結結合成合成OH-：負極：負極：2H2-4e-=4H+ 正極：正極：O2+2H2O+4e-=4OH-43三、發展中的化學電源三、發展中的化學電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池44鋰電池鋰電池 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為

25、電鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其他金屬作池的負極，跟用相同質量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。負極相比較，使用壽命大大延長。45干電池堿性電池1、干電池結構及電極反應原理干電池結構及電極反應原理4647（1）干電池結構及電極反應原理）干電池結構及電極反應原理負極：負極：Zn 2e- = Zn2+正極：正極：2NH4+ + 2e- = 2NH3+H2Zn + 2NH4+ = Zn2+2NH3+H2電池總反應式：電池總反應式：特點：特點：a：一次性電池，不可逆一次性電池，不可逆b：用用KOH代替代替NH4Cl能提高能提高 性能，延長壽命性能，延長壽命48汽車用蓄電池汽車用蓄電池鋰離子電池鋰離子電池鋰離子電池：它是新一代可鋰離子電池：它是新一代可充電的綠色電池，現已成為充電的綠色電池，現已成為筆記本電腦、移動電話、攝筆記本電腦、移動電話、攝像機等低功耗電器的主流。像機等低功耗電器的主流。2.充電電池充電電池4950（2）充電電池）充電電池(又稱二次電池又稱二次電池)Pb + PbO2 + 2H2SO4 =