高中化学2_2_1化学能转化为电能教师用书新人教版必修2.docx

第1课时化学能转化为电能［目标导航］1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，以及判断原电池的正、负极3.会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用■基础知识导学、一次能源和二次能源1.能源按其来源可分为一次能源和二次能源能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、原煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等2.二次能源——火力发电(1)火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电2)能量转换过程：化学能速算热能逑江机械能线里外曳能其中能量转换的关键环节是燃烧3)火力发电弊端：①煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费②能量经过多次转化，利用率低，能量损失大③煤燃烧会产生有害物质(如SO、CONO、粉尘等),污染环境议一议】判断正误，正确的打，错误的打“X”(1)根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源()(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源()(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程()(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程()答案⑴，(2)V⑶V(4)X二、化学能直接转化为电能1.按要求完成下列实验，并填表实验步骤现象解释或说明1以Cunn1锌片逐渐溶解，表卸后气泡；铜锌与稀硫酸发生置换反应产生H2,而铜则不能片表面尢气泡ff:*J陆小备储锌片逐渐溶解，铜片表回后气锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流泡，电流表指针发生偏转£fl1两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流表指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流:V无现象乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应2.原电池(1)概念：是将化学能转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。

2)构成条件①原电池反应必须是自发的氧化还原反应;②具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；③两电极均插入电解质溶液中;④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路3)原电池的工作原理电极名称：负极「反应类型：试化反应电极反应式:Zn^2e=Zn-+ .「电报名称：止微反应类型：还原反应电极反应式：原电池总反应式：Zn+2H1===Zr2+H2T4)能量转化过程：原电池在工作时，复极失电子，电子通过导线流向正修，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能议一议】1 .判断正误，正确的打，错误的打“X”(1)HCl+NaOH===NaOH2O是放热反应，可以设计成原电池()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转()(3)在铜一锌一稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()(4)原电池中阳离子向正极移动()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)X2 .原电池中作负极的一定是活泼金属，作正极的一定是不活泼金属吗？答案不一定在原电池中的两极可以都是活泼金属(如Zn—Fe—稀硫酸，Zn作负极)，也可以都是不活泼金属(如Cu—Ag—AgNO,Cu作负极)也可以是一■种金属和一■种能导电的非金属(如Cu-C-AgNO,Cu作负极)。

■重点难点探究一、原电池的工作原理【例1】如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生,C为电解质溶液，下列说法错误的是()A. B极为原电池的正极B. AB、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C. C中阳离子向A极移动D. A极发生氧化反应解析原电池中，负极金属失去电子，溶解，质量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cuk稀盐酸，A、B正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D正确答案C【归纳总结】1 .原电池的工作原理特电子塔导线传迷，有电汽.札化 反应(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动2 .原电池正、负极的判断变式训练1如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，在卡片上描述合理的是（）实验后的记录：①Zn为正极，Cu为负极②h+向负极移动③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu④Cu极上有H2产生⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol⑥正极的电极反应式为Zn-2e===Zn+CuJTIZn— I 一， J I・稀HmStXA.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥D.②③④答案B解析在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn-2e===Zn+,正极反应为2H++2e「===HT,故转移1mol电子时，产生H20.5mol,在溶液中可向正极移动，SO」向负极移动，故①②⑥错误，③④⑤正确，选B项。

二、原电池原理的应用【例2有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实|a极质量减小，bb极有气体产生，d极溶解，c极有电流从a极流向验现象极质量增大c极无变化气体产生d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是（）A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c解析装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c,故选Co答案C【归纳总结】原电池原理的应用（1）比较金属活动性作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱2）改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正、负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率⑶设计原电池如：把Fe+2Fe3+===3FJ+设计成原电池，可用Fe作负极，铜（或石墨）作正极，FeCL溶液作电解质溶液4）保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属（如Zn）,则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。

变式训练2100mL2mol•Lt的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是（）A,加入适量的6mol•L-的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量的蒸储水D.加入适量的氯化钠溶液答案B解析能加快反应速率，但增加了产生氢气的总量，A错误；不影响Ha的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率，C、D错误；发生反应Cu2+Zn===Zr2+Cu,形成Cu-Zn原电池，加快了反应速率，B正确■随堂达标检测1 .下列叙述正确的是（）①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu+2Ag+===2A时Cu,能以原电池的形式来实现A.①⑤B.①④⑤C.②③④D.②⑤答案A解析①原电池是把化学能转化为电能的一种装置，①正确；②在发生反应时，原电池的正极要得到电子而发生还原反应，负极要失去电子而发生氧化反应，②错误；③铜与稀硫酸不能发生反应，若用铜作负极，碳棒作正极，稀硫酸作电解质溶液，组成原电池，此反应仍然不能发生，③错误；④因为碳棒可以用来作原电池的正极，④错误；⑤可以用铜作负极，碳棒作正极，AgNO溶液作电解质溶液，组成原电池，此时即可发生反应Cu+2Ag+===2A时Cu2十,⑤正确。

A正确2 .将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）OM甲乙A.两个装置都构成了原电池B.甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D.产生气泡的速率甲比乙慢答案B解析甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，氢离子在铜极上得电子，生成氢气；总反应式为Zn+H2SO===ZnSO+H2T乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合电路构成原电池后生成氢气的速率加快3. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，丫为电池的负极X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X答案C解析根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y>X,根据金属活动性顺序和置换反应原理，可知X>Z,故有Y>X>乙4 .已知金属锈蚀的原理是在潮湿空气中金属表面形成水膜，金属与杂质和水膜中溶解的电解质组成原电池，从而使金属锈蚀加快，下列制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是（）A.镀铝塑扣B.食品罐头盒（镀锡铁盒）C.白铁水桶（镀锌）D.镀银铜质奖章答案B解析在构成原电池反应中，被腐蚀的是较活泼的作负极的金属，根据金属活动顺序表，Zn、Al比Fe较活泼，Fe比Sn（锡）、Cu比Ag较活泼，而Fe比Cu活泼，故镀锡铁盒镀层破坏后腐蚀最快。

5 .现有如下两个反应：（A）NaOH+HCl===NaCl+H2O____2+（B）Cu+2Ag===2Ag+Cu（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池2）如果不能，说明其原因（3）如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型（“氧化反应”或“还原反应”）：负极：,,正极：,,°答案（1）（A）不能，（B）可以（2）（A）不是氧化还原反应，没有电子转移（3）CuCu—2e===Ci2+氧化反应碳棒、Ag、钳、金（任选一）2Ag++2e===2Ag还原反应解析（1）只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，（B）是氧化还原反应且能自发进行⑶根据电池反应式Cu+2Ag+===2A时Cu2+可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu,正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电的非金属；Ag卡得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO溶液■分层训练［基础过关］题组1能源判断1 .下列有关能源的说法错误的是（）A.风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源B.在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源C.月球土壤中含有丰富的质量数为3的氮，它可作为未来核能的重要原料D.原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源答案D解析风能是直接从自然界中取得的能源，属于一次能源，原电池提供的电能是由化学能转化而得到的，不是直接获得的，属于二次能源,A正确，D错误；随着时代的发展，化石能源逐渐枯竭，所以新能源时代污染小的核能、。