第二节 化学能与电能
有些人把能源分为一次能源和二次能
源，请问太阳能和电能属于那一类呢？
一次能源：直接从自然界取得的能源，
例如流水、风力、原煤、石油、天然
气、天然铀矿等。
二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，例如电力、蒸汽等。
【资料卡片】
2001年我国发电总量构成如图2-7，火力发电居于首位。
看图，简述火力发电的工作原理？
思考：
1.煤燃烧的本质是什么？
氧化剂与还原剂之间发生电子转移，即
氧化还原反应。
2.请大家根据图2-8分析火力发电具有那些
缺点？
3.能否将化学能直接转变为电能供我们使用呢？
产生二氧化硫和氮的氧化物，导致空气污染，也会造成酸雨，破坏生态环境；会产生二氧化碳，会使地球的温室效应恶化。
1.在实验(一)中,溶液中的H+在哪块金属上得到电子被还原生成氢气?
2.在实验(二)中的铜片上是否有现象?铜的金属活动性在氢后面，为何在铜的表面有氢气放出呢？实验(二)中电流表的指针有何变化？
Zn
Cu
探究实验
稀硫酸
锌片溶解
Cu片有气泡产生
电流表指针偏转
结论：
有电流产生
[实验2-4] 实验探究
请将实验现象记录在课本P41表中：
1、定义:把化学能转变为电能的装置.
原 电 池
（氧化反应）
（还原反应）
Zn片： Zn －2e- = Zn2+
Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（铜片在这里起传导电子的作用）
电极反应式：
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
电极反应总式：
2.Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
3、原电池电极名称的确定方法
①根据电极材料的性质确定。
通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、化合物是正极。
②根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（ ）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
D
负极
正极
③根据电子或电流流动方向（外电路）：
④、根据离子的定向移动（内电路）
阳离子向正极移动
阴离子向负极移动
(5)电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极
4、原电池化学反应本质：
氧化还原反应
动脑动手
设计一套能使电流表指针偏转的电池装置。
用品：铜片、锌片、导线、、电流表、 水果（自备）
请同学们边做实验边思考，化学电池由几部分组成，它的构成条件是什么？
水果电池
5、构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极
②电极材料均插入电解质溶液中（能自发进行氧化还原反应）
③两极（用导线）相连形成闭合电路
两极

一液

一连线
判断原电池正、负极的方法
1、由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极
活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极；
电子流动方向是由负极流向正极。
3、根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应，
正极总是得电子发生还原反应。
【归纳小结】
4、电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极
1．比较金属的活动性强弱
(1)原理：一般原电池中活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极。
(2)应用：A、B两种金属用导线连接后插入稀H2SO4中，若A极溶解，B极上冒气泡，则活动性：A>B。
原电池原理的应用
2．加快化学反应的进行
(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。
(2)应用：实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液。原因是Zn与置换出的Cu构成原电池，加快了反应的进行。
4．制作化学电源
在设计原电池时，若给出的是离子反应方程式，如：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，此时电解质不确定为具体的物质，只要是可溶性铜盐即可，如CuCl2、CuSO4等。

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考考你
年轻的化学家发现了什么？能不能为格林太太找出病因？
请你当医生
练习1：下列装置哪些可以形成原电池?
Zn Cu
Fe C(石墨)
Zn Cu
Zn Zn
Fe 陶瓷
Fe Cu
Si C(石墨)
稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4
A B C D
Zn Cu
稀H2SO4 CuSO4溶液 酒精 稀H2SO4
E F G H
×
√
√
√
×
×
×
×
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
负极( ): .
正极( ): .
总反应式: .
练习2：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
Ag
Fe
Zn Zn－2e - = Zn2+
Cu Cu2+ +2e - = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu
Fe Fe－2e - = Fe 2+
Ag 2H++2e - = H2↑
Fe+2H+ = Fe 2+ +H2↑
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
1、电解液： 。
2、电极材料：
正极 ，负极 。
3、电极反应式 ：
负极: .
正极: .
1、电解液：
硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液
2、电极材料：
负极：铁，
正极：铜、石墨或比铁不活泼的其他金属
拓 展：
Fe － 2e - = Fe 2+
Cu2+ +2e - = Cu
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用
导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为
负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，
c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气
泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：
( )

A．a > b > c > d B．a > c > d > b

C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
B
练 习
二、发展中的化学电源
1、干电池
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。
（1）铅蓄电池
（2）镍－镉碱性蓄电池 P43
（3）新一代可充电的绿色电池——锂离子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
3、燃料电池
氢氧燃料电池：
负极：
2H2＋4OH— －4e— ＝4H2O
（氧化反应）
正极：
O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反应）
总反应：2H2＋O2＝2H2O