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    人教版高中化学必修二 第六章 第一节 模块2 化学反应与电能学案
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    化学第一节 化学反应与能量变化学案

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    这是一份化学第一节 化学反应与能量变化学案,共10页。学案主要包含了题后归纳等内容,欢迎下载使用。

    1.能源的分类
    其中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。
    2.火力发电——燃煤发电的能量转化过程
    化学能eq \(――→,\s\up14(燃烧)) eq \(――→,\s\up14(蒸汽)) eq \(――→,\s\up14(发电机))电能
    转化过程的关键是燃烧,燃烧一定是氧化还原反应(本质是 )。
    3.原电池
    (1)概念:把 能转变为 能的装置。
    (2)工作原理(以铜­锌­稀硫酸原电池为例):
    (3)电子的流向:电子由负极经导线流向 极。反应本质:原电池反应的本质是 。
    探究 原电池反应的实验探究
    1 原电池的工作原理
    2 原电池原理的应用
    (1)加快氧化还原反应的速率
    原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。
    (2)比较金属活泼性强弱
    一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活泼金属作正极,发生还原反应。
    :在判断原电池正负极时,不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。
    ①Mg—Al和稀盐酸构成的原电池中,Mg作负极,Al作正极;而若把稀盐酸换为NaOH溶液,Al作负极,Mg作正极。
    ②)Al—Cu和NaOH溶液构成的原电池中,Al作负极;而若把NaOH溶液换为浓硝酸,Cu作负极。
    (3)设计原电池
    ①依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
    ②示例:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4为例。
    题组1 原电池的构成与工作原理
    1.下列装置中,能构成原电池的是( )
    A.只有甲 B.只有乙 C.只有丙 D.除乙均可以
    2.如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,记录如下:
    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Cu。
    ④Cu极上有H2产生。
    ⑤若有1 ml电子流过导线,则产生H2为0.5 ml
    ⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
    描述合理的是( )
    A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④
    【题后归纳】 原电池正、负极的判断
    题组2 原电池原理的应用
    3.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:
    由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
    A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c
    4.某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( )
    A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
    B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
    C.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
    D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液
    化学电源简介
    1.干电池
    最早使用的化学电池是 ,它是一种 电池,放完电后不能再使用。
    (1)锌锰电池eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(负极:锌筒,正极:石墨棒,电解质:NH4Cl))
    (2)碱性锌锰电池:将锌锰干电池中的电解质 换成湿的 ,并在构造上作了改进。
    2.充电电池
    充电电池又称 电池,它在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。
    (1)铅蓄电池:正极材料为 ,负极材料为 ,电解质为 。
    (2)镍镉电池:正极材料为 ,负极材料为 ,电解质为 。
    (3)碱金属中的 是最轻的金属,活泼性 ,是制造电池的理想物质。 电池是新一代可充电的绿色电池。
    3.燃料电池
    (1)燃料电池是通过 与 分别在两个电极上发生 反应,将化学能直接转化为电能的装置。
    (2)燃料电池与火力发电相比,其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物 ,而是由外设装备提供 和 等。
    (3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下:
    负极:2H2+4OH--4e-===4H2O(氧化反应); 正极:O2+2H2O+4e-===4OH-(还原反应)
    总反应:2H2+O2===2H2O
    题组 常见化学电源的构成和基本原理分析
    1.右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图,下列有关说法中不正确的是( )
    A.电池内部含有电解质
    B.锌是负极,碳棒是正极
    C.电池用完后可埋入土壤
    D.锌锰干电池是一次性电池
    2.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )
    A.a极是负极,该电极上发生氧化反应
    B.b极反应是O2+4OH--4e-===2H2O
    C.总反应方程式为2H2+O2===2H2O
    D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
    模块2:化学反应与电能
    1.能源的分类
    其中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。
    2.火力发电——燃煤发电的能量转化过程
    化学能eq \(――→,\s\up14(燃烧))热能eq \(――→,\s\up14(蒸汽))机械能eq \(――→,\s\up14(发电机))电能
    转化过程的关键是燃烧,燃烧一定是氧化还原反应(本质是电子的转移)。
    3.原电池
    (1)概念:把化学能转变为电能的装置。
    (2)工作原理(以铜­锌­稀硫酸原电池为例):
    (3)电子的流向:电子由负极经导线流向正极。反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。
    探究 原电池反应的实验探究
    1 原电池的工作原理
    2 原电池原理的应用
    (1)加快氧化还原反应的速率
    原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。
    (2)比较金属活泼性强弱
    一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活泼金属作正极,发生还原反应。
    在判断原电池正负极时,不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。
    ①Mg—Al和稀盐酸构成的原电池中,Mg作负极,Al作正极;而若把稀盐酸换为NaOH溶液,Al作负极,Mg作正极。
    ②)Al—Cu和NaOH溶液构成的原电池中,Al作负极;而若把NaOH溶液换为浓硝酸,Cu作负极。
    (3)设计原电池
    ①依据:已知一个氧化还原反应,首先分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
    ②示例:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4为例。
    题组1 原电池的构成与工作原理
    1.下列装置中,能构成原电池的是( C )
    A.只有甲 B.只有乙 C.只有丙 D.除乙均可以
    2.如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,记录如下:
    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Cu。
    ④Cu极上有H2产生。
    ⑤若有1 ml电子流过导线,则产生H2为0.5 ml
    ⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
    描述合理的是( B )
    A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④
    【题后归纳】 原电池正、负极的判断
    题组2 原电池原理的应用
    3.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:
    由此可判断这四种金属的活动性顺序是( C )
    A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c
    4.某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( D )
    A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
    B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
    C.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
    D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液
    化学电源简介
    1.干电池
    最早使用的化学电池是锌锰电池,它是一种一次性电池,放完电后不能再使用。
    (1)锌锰电池eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(负极:锌筒,正极:石墨棒,电解质:NH4Cl))
    (2)碱性锌锰电池:将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的KOH,并在构造上作了改进。
    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,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。
    (1)铅蓄电池:正极材料为PbO2,负极材料为Pb,电解质为稀硫酸。
    (2)镍镉电池:正极材料为NiO(OH),负极材料为Cd,电解质为KOH。
    (3)碱金属中的Li是最轻的金属,活泼性极强,是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。
    3.燃料电池
    (1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的装置。
    (2)燃料电池与火力发电相比,其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。
    (3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下:
    负极:2H2+4OH--4e-===4H2O(氧化反应); 正极:O2+2H2O+4e-===4OH-(还原反应)
    总反应:2H2+O2===2H2O
    题组 常见化学电源的构成和基本原理分析
    1.右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图,下列有关说法中不正确的是( C )
    A.电池内部含有电解质
    B.锌是负极,碳棒是正极
    C.电池用完后可埋入土壤
    D.锌锰干电池是一次性电池
    2.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( B )
    A.a极是负极,该电极上发生氧化反应
    B.b极反应是O2+4OH--4e-===2H2O
    C.总反应方程式为2H2+O2===2H2O
    D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
    分类
    定义
    实例
    一次能源
    从自然界取得的能源
    流水、风力、化石能源、天然铀矿等
    二次能源
    一次能源经过 、 得到的能源
    电力、蒸汽等
    电极材料
    电极名称
    电子转移
    电极反应式
    反应类型

    负极


    氧化反应

    正极


    还原反应
    总离子反应式

    装置
    实验现象
    实验结论

    铜片上
    铜与稀硫酸不反应

    锌片上
    锌与稀硫酸反应

    铜片上 ,锌片 ,电流表指针偏转
    该装置将 转化为
    实验装置
    部分实验现象
    a极质量减小,b极质量增大
    b极有气体产生,c极无变化
    d极溶解,c极有气体产生
    电流从a极流向d极
    分类
    定义
    实例
    一次能源
    直接从自然界取得的能源
    流水、风力、化石能源、天然铀矿等
    二次能源
    一次能源经过加工、转换得到的能源
    电力、蒸汽等
    电极材料
    电极名称
    电子转移
    电极反应式
    反应类型

    负极
    电子流出
    Zn-2e-===Zn2+
    氧化反应

    正极
    电子流入
    2H++2e-===H2↑
    还原反应
    总离子反应式
    Zn+2H+===Zn2++H2↑
    装置
    实验现象
    实验结论

    铜片上无气泡
    铜与稀硫酸不反应

    锌片上有气泡
    锌与稀硫酸反应

    铜片上有气泡,锌片溶解,电流表指针偏转
    该装置将化学能转化为电能
    实验装置
    部分实验现象
    a极质量减小,b极质量增大
    b极有气体产生,c极无变化
    d极溶解,c极有气体产生
    电流从a极流向d极
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