《化学能与电能》课件.ppt
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1、2021/10/10181.2%17.6%1.2%我国我国2001年发电总量构成图年发电总量构成图估计到估计到2050年前后,这种比率会有所变化,年前后,这种比率会有所变化,但火电仍将居于首位。但火电仍将居于首位。2021/10/102火力发电的原理火力发电的原理化学能 热能 机械能 电能化石燃料燃烧化石燃料燃烧水汽化为蒸汽水汽化为蒸汽推动发电机发电推动发电机发电2021/10/103火电的优缺点火电的优缺点优点:化学能经过一系列能量转化最终转优点:化学能经过一系列能量转化最终转变安全洁净电能。资源丰富。变安全洁净电能。资源丰富。缺点:能量转化环节多,能量利用率低。缺点:能量转化环节多,能量利
2、用率低。污染环境。污染环境。2021/10/104思考思考燃烧属于什么反应?燃烧属于什么反应?氧化还原反应的本质是什么?反应中的能氧化还原反应的本质是什么?反应中的能量变化是怎样产生的?量变化是怎样产生的?能否将反应中的化学能直接转化为电能,能否将反应中的化学能直接转化为电能,以提高能量的利用率?如果能,还应该考以提高能量的利用率?如果能,还应该考虑哪些因素?虑哪些因素?放热反应放热反应氧化还原反应氧化还原反应本质:氧化剂与还原剂之间发生电子转移。本质:氧化剂与还原剂之间发生电子转移。能量变化原因:氧化剂和还原剂直接接触发生反能量变化原因:氧化剂和还原剂直接接触发生反应进行电子转移,电子转移引
3、起化学键的重新组应进行电子转移,电子转移引起化学键的重新组合,同时引起能量的变化。合,同时引起能量的变化。2021/10/105问题问题要将氧化还原反应中释放的能量直接转化要将氧化还原反应中释放的能量直接转化为电能,所要解决的第一个问题是什么?为电能,所要解决的第一个问题是什么?若氧化反应和还原反应分别在两个不同区若氧化反应和还原反应分别在两个不同区域进行,那么怎样架设桥梁使电子从还原域进行,那么怎样架设桥梁使电子从还原区域转移到氧化区域?区域转移到氧化区域?怎样知道所架设的桥梁中有电子流过,即怎样知道所架设的桥梁中有电子流过,即产生电流呢?产生电流呢?使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行
4、使氧化反应和还原反应在两个不同的区域进行用导线使两区域形成闭合回路用导线使两区域形成闭合回路用电表或用电器测量用电表或用电器测量2021/10/106原电池原电池 primary battery把化学能直接转变为电能的装置叫做原电把化学能直接转变为电能的装置叫做原电池。池。锌和稀硫酸的反应:锌和稀硫酸的反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 反应本质:反应本质:Zn+2H+=Zn2+H2实验一、锌粒投入稀硫酸中实验一、锌粒投入稀硫酸中 结果:不能产生电流(氧化反应和还原结果:不能产生电流(氧化反应和还原反应未分开)反应未分开)实验二、锌与锌用导线连接,插入稀硫酸实验二、锌与锌用导线连接,插入
5、稀硫酸中(导线中间接电流表)。中(导线中间接电流表)。结果:无电流产生。结果:无电流产生。2021/10/107原电池构成条件探索原电池构成条件探索实验三、铜片与锌片用导线连接(中间接电实验三、铜片与锌片用导线连接(中间接电流表),插入稀硫酸中。流表),插入稀硫酸中。现象:铜片上有气泡产生,但溶液未变蓝,现象:铜片上有气泡产生,但溶液未变蓝,电流表指针偏转。电流表指针偏转。结论:铜片未参加反应,结论:铜片未参加反应,H+在铜片上得电在铜片上得电子形成子形成H2,电子从锌片通过导线流向铜片,电子从锌片通过导线流向铜片,电流从铜片流向锌片。铜片为正极,锌片电流从铜片流向锌片。铜片为正极,锌片为负极
6、。为负极。2021/10/108正、负极电极反应式:正、负极电极反应式:正极(铜片):正极(铜片):2H+2e-=H2(还原反(还原反应)应)负极(锌片):负极(锌片):Zn 2e-=Zn2+(氧化反(氧化反应)应)电机总反应式:电机总反应式:Zn+2H+=Zn2+H2实验四、铜片和铜片用导线连接(中间接电实验四、铜片和铜片用导线连接(中间接电流表),插入稀硫酸中。流表),插入稀硫酸中。现象:没任何现象。现象:没任何现象。2021/10/109原电池的构成条件原电池的构成条件1、物质间要能发生氧化还原反应。、物质间要能发生氧化还原反应。2、两个活泼性不同的金属(或非金属)作电、两个活泼性不同的
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