资源描述
单击此处编辑母版文本样式,化 学,必修,人教版,新课标导学,第二章,化学反响与能量,第二节化学能与电能,第,1,课时化学能转化为电能,1,新课情境呈现,2,课前新知预习,3,预习自我检测,4,课堂探究研析,5,核心科学素养,6,课堂达标验收,7,课时作业,新课情境呈现,从前在伦敦上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来，她又因为车祸掉了一颗牙，为了显示她的富有，她装了一颗黄金假牙。自此以后，她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等病症。更奇怪的是，众多的医学专家为她检查后，都找不到病因，这位夫人整日感到精神萎靡，找遍各大医院会诊也不见效果。格林太太的病因到底是什么呢？,原来这种病态与车祸有关：“车祸假牙病症。两颗假牙为活泼性不同的金属，与唾液中的电解质接触，会产生电流从而刺激神经使格林太太头痛。那么，为何会产生电流呢？,课前新知预习,一、一次能源和二次能源,点拨：,电能是当今社会应用最广泛的二次能源。,热能,2,化学能直接转化为电能,原电池,(1),实验探究,装置,实验现象,实验结论,铜片上,_,铜与稀硫酸,_,锌片上,_,锌与稀硫酸,_,铜片上,_,，锌片,_,，电流表指针,_,该装置将,_,转化为,_,无气泡,有气泡,不反响,反响,有气泡,溶解,偏转,化学能,电能,(2)原电池,定义：将化学能转变为_的装置。,工作原理(以铜锌稀硫酸原电池为例)：,点拨：原电池反响的本质是一个自发的放热的氧化复原反响。,电能,电极材料,电极名称,电子转移,电极反应式,反应类型,锌,负极,_,_,_,铜,正极,_,_,_,总电极离子反应式,_,失电子,Zn,2e,=Zn,2,氧化反响,得电子,2H,2e,=H,2,复原反响,Zn,2H,=Zn,2,H,2,预习自我检测,1以下能源中属于二次能源的是(),A天然气B电力,C原煤D石油,解析：天然气、原煤、石油均是自然界中以现成形式提供的，属于一次能源；电力是风力、水能、火力等通过发电机转化而成的，属于二次能源。,B,2“能源分类相关图如右图所示，下面四组能源选项中，全部符合图中阴影局部的能源是(),A煤炭、石油、沼气,B水能、潮汐能、天然气,C太阳能、风能、生物质能,D地热能、海洋能、核能,解析：太阳能、风能、生物质能、沼气、水能、潮汐能等都是来自太阳辐射的能量，是可再生的新能源。,C,3(2021四川成都诊断)下面是有关各种形式能量的相互转化途径的表达，其中错误的选项是(),A家庭液化气灶将化学能转变为热能,B灯泡将电能全部转变为光能,C光合作用将光能转变为化学能,D太阳能电池将光能转变为电能,解析：灯泡将电能转变为光能之外，还转变为热能等其他形式的能。,B,4(2021北京101中学期中)以下设备工作时，将化学能转化为电能的是(),解析：A项，锂离子电池是把化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反响，是化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故错误。,A,5(2021浙江杭州期中)以下关于能源和作为能源使用的物质的表达中，错误的选项是(),A化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能,B太阳能不能直接转化为电能,C物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能等为人类所用,D绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存起来,B,解析：远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石燃料，故A正确；硅光电池、太阳能热电站能将太阳能直接转化为电能，故B错误；物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式，故C正确；光合作用，即光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反响和暗反响，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程，把太阳能转化为化学能，故D正确。,6以下图装置能够组成原电池的是(),解析：A项两电极均为Zn，不能形成原电池；B项符合构成原电池的条件，能够形成原电池；C项蔗糖是非电解质，其溶液不导电，不能形成原电池；D项两烧杯中的稀硫酸不连通，不能形成闭合回路，也不能形成原电池。,B,7(2021湖南郴州适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池，以下说法正确的选项是(),A电子由铜通过导线流向锌,B该装置是将电能转化为化学能的装置,C锌电极发生氧化反响,D电流由锌通过导线流向铜,C,8(2021江西南昌重点中学模拟)如下图的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。以下关于此装置的表达中，不正确的选项是(),AN上有气体放出,BM为负极，N为正极,C是化学能转变为电能的装置,D导线中有电流通过，电流方向由M到N,解析：M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，那么M为原电池的负极，石墨为正极，负极M被氧化，正极生成氢气，电流由正极经外电路流向负极，即由N流向M，故D项错误。,D,课堂探究研析,问题探究：,1在铜锌原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？如果不能，电流是如何形成的？,2假设将稀硫酸换作硫酸铜溶液，能否产生电流？电极反响有何不同？,知识点一原电池的工作原理,知识归纳总结：,1原电池的构成条件“两极一液一线一反响,(1)两极两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)。,(2)一液电解质溶液。,(3)一线形成闭合回路。,(4)一反响能自发进展的氧化复原反响。,2原电池工作原理：,(1)装置示意图：,(2),工作原理,(,以铜、锌、稀硫酸原电池为例,),知识要点,实例,电极构成,负极：还原性相对较强的金属,正极：还原性相对较弱的金属或导电非金属,锌板,负极,铜板,正极,电极反应,负极：失去电子，氧化反应,正极：得到电子，还原反应,负极：,Zn,2e,=Zn,2,正极：,2H,2e,=H,2,3.,原电池正负极的判断方法：,点拨：(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反响，也可能不参与反响。,(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进展的氧化复原反响。,(3)在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液性质。如MgAlHCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是MgAlNaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。,(2021淄博高一检测)如下图电流计的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，以下说法错误的选项是(),AB极为原电池的正极,BA、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸,CC中阳离子向A极移动,DA极发生氧化反响,C,解析：原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反响溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。,规律方法指导：对于原电池工作原理常考察的几个方面可用口诀帮助记忆：原电池分为两极；负极氧化正复原；电子由负流向正，离子阳正阴向负。,变式训练1 (2021山东学考真题)关于如下图原电池的说法正确的选项是(),ACu为正极，Zn为负极,B电子由铜片通过导线流向锌片,C正极反响式为Cu2e=Cu2,DZn发生复原反响,解析：在该原电池，Zn作负极，发生失电子的氧化反响，电极反响式为Zn2e=Zn2；铜作正极，溶液中的H在铜电极上发生得电子的复原反响，电极反响式为2H2e=H2，电子由负极(Zn)经过导线移向正极(Cu)，只有A选项正确。,A,问题探究：,知识点二原电池原理的应用,1NaOHHCl=NaClH2O，能利用这个反响设计成原电池吗？为什么？,2锌与稀硫酸反响制H2时向溶液中加少量CuSO4后，为什么反响速率加快？,探究提示：1.不能。因为该反响不是氧化复原反响。,2锌置换出的铜附着在锌上，铜、锌、稀硫酸构成原电池。,知识归纳总结：,1加快氧化复原反响的速率：,(1)原理：原电池中，氧化反响和复原反响分别在两极进展，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反响速率增大。,(2)实例：实验室用Zn和稀硫酸反响制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反响速率。,2比较金属活泼性强弱：,(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反响，不活泼金属作正极，发生复原反响。,(2)实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性AB。,3设计原电池：,(1)依据：一个氧化复原反响，首先分析找出氧化剂、复原剂，一般复原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被复原。,(2)选择适宜的材料。,电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化复原反响中，本身失去电子的材料。,电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反响。,(3),实例,以,Fe,CuSO,4,=FeSO,4,Cu,为例,某原电池的离子方程式是,Zn,Cu,2,=Zn,2,Cu,，该原电池正确的组成是,(,),C,选项,正极,负极,电解质溶液,A,Cu,Zn,HCl,B,Zn,Cu,CuSO,4,C,Cu,Zn,CuSO,4,D,Cu,Zn,ZnCl,2,解析：将ZnCu2=Zn2Cu拆开两个半反响：,氧化反响(负极反响)：Zn2e=Zn2。,复原反响(正极反响)：Cu22e=Cu。,那么电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中应含Cu2。,变式训练2 (2021岳阳高一检测)把A、B、C、D四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。假设A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极质量减轻；B、D相连时，B为正极。那么四种金属的活泼性顺序由强到弱排列为(),AACDBBACBD,CBDCADABCD,解析：A、B相连时，A为负极，那么说明A与B相比较，A更加活泼；C、D相连，D上有气泡逸出，那么C为原电池的负极，C比D活泼；A、C相连时，A极质量减轻，A参与了电极反响，被消耗，应是活泼金属；B、D相连，B为正极，那么D是活泼金属，作原电池的负极。故四种金属的活泼性顺序由强到弱为ACDB。,A,核心科学素养,1火电在我国发电总量中的地位,我国是用电大国。2001年我国的火电(火力发电)量占发电总量的81.2%。估计在2050年前后，相比照率会有所变化(水力和其他能源提供的发电量会逐步增加)，但火电仍将居于首位。,2。火电产生的过程,火电是通过化石燃料燃烧，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。能量转化过程具体如下：,其中，燃烧(氧化复原反响)是使化学能转换为电能的关键。氧化复原反响的本质是氧化剂与复原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，同时伴随着体系能量的变化。,3化学能直接转化为电能的思路分析,要想使氧化复原反响释放的能量直接转变为电能，就要设计一种装置，使氧化反响和复原反响分别在两个不同的区域进展，并使其间的电子转移，在一定条件下形成电流。为了使用方便，还需要把可产生的电能以化学能的形式储存起来。化学电池就是这样的一种装置。这种装置可以将氧化复原反响体系的能量储存起来，类似于水库的蓄水功能。,即时训练,(2021山东济宁高一期末)以下表达不正确的选项是(),A根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源,B电能是现代社会中应用广泛、使用方便、污染小的一种二次能源,C火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程,D火力发电过程中的能量转化方式是化学能热能机械能电能,C,
展开阅读全文