专题6 第三单元 化学能与电能的转化 第一课时 讲义【新教材】2020-2021学年高一下学期化学（苏教版（2019）必修二）

专题6 化学反应与能量变化第三单元 化学能与电能转化第1课时 化学能转化为电能学习导航熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。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，会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。知识解读知识点一 化学能与电能的转化化学能化学能是能量的一种形式。化学能转化形式：化学能可转化成热能、光能、电能等。2.电能使用电器时都需要电能。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，又称电力。3.火力发电火力发电(火电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)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。燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程，该过程可表示为化学能eq \o(――→,\s\up7(燃烧))热能eq \o(――→,\s\up7(蒸汽))机械能eq \o(――→,\s\up7(发电机))电能其中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。4.化学能与电能的直接转化化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。重点归纳能源常见的分类形式知识点二 原电池工作原理1．实验探究2.原电池的概念原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。3．原电池的工作原理(1)分析下图并填空原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。(2)能量转化：化学能转变为电能。(3)电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。(4)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。4．原电池的构成条件重点归纳知识点三 原电池工作原理的应用1．比较金属活动性原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。2．改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4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。3．解释生活中的现象如潮湿的空气里钢铁容易生锈，生活中的暖贴等。重点归纳随堂演练1.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是(　　)A.天然气、石油、流水、风力、氢气为一次能源B.无论是风力发电还是火力发电，都是将化学能转化为电能C.PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素D.发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统2.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＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现A.①⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤3.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(　　)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4.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，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(　　)A.X>Y>Z B.X>Z>YC.Y>X>Z D.Y>Z>X5．X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：则四种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　)A．Z>Y>X>W B．Z>X>Y>WC．Z>Y>W>X D．Y>Z>X>W6．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　)A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑B．2H2＋O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2H2OC．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑D．CH4＋2O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O7．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。(1)A中反应的离子方程式为______________________________________________________。(2)B中锡极为________极，电极反应式为__________________________，锡极附近溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为________极，电极反应式为_____________________________________________________________________________。(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________。(4)A、B、C中铁被腐蚀由快到慢的顺序是________。8. 在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡(如右图所示)。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈) 。(填字母)A.铁圈和银圈左右摇摆不定 　　 B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜 　　 D.银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是 。(3)写出反应的化学方程式： 。答案解析1.【答案】 D【解析】　A项，H2不是一次能源；B项，风力发电不是将化学能转化为电能；C项，砷不是金属元素。2.【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，AgNO3溶液作电解质溶液，组成原电池，此时即可发生反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，⑤正确。A正确。3.【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＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。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。4.【答案】　C【解析】　根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知活泼性Y>X，根据金属活动性顺序和置换反应原理，可知活泼性X>Z，故三种金属的活泼性顺序为Y>X>Z。5.【答案】　A6.【答案】　C【解析】　只有属于氧化还原反应，才能用于设计原电池；A、B、D属于氧化还原反应，均可以设计为原电池。C不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C。7.【答案】(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)正　2H＋＋2e－===H2↑　减弱　负　Fe－2e－===Fe2＋(3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(4)BAC【解析】　A中不能形成原电池，铁与稀硫酸发生置换反应。B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，铁为负极，铁被腐蚀的速率加快。C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被腐蚀，铁为正极，被保护。8.【答案】　(1)D　(2)加入CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2＋在银圈上得电子，生成的Cu沉积在银圈上，质量增加　(3)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu【解析】　加入CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，Fe失电子作负极，质量减轻，Cu2＋在正极银圈上得电子，生成的金属铜沉积在上面使其质量增加。能源类别定义按利用历史按性质举例一次能源直接从自然界中取得的能源常规能源可再生能源水能不可再生能源煤、石油、天然气等化石能源新能源可再生能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、沼气不可再生能源核能二次能源由一次能源经过加工、转化得到的能源电能(水电、火电、核电)、氢能、蒸汽、工业余热等实验装置实验现象实验结论锌片：逐渐溶解，有气泡产生铜片：没有变化锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应锌片：逐渐溶解，有气泡产生铜片：没有变化锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应锌片：逐渐溶解铜片：有气泡产生锌失去电子，变为锌离子进入溶液，氢离子在铜片上得到电子生成氢气锌片：逐渐溶解铜片：有气泡产生电流计：指针发生偏转锌失去电子，变为锌离子，电子经过导线流向铜片，产生电流，氢离子在铜片上得到电子生成氢气，反应过程中产生了电能