2019-2020年高二化学《2-2 化学能与电能》学案.doc

2019-2020年高二化学2-2 化学能与电能学案一、考点、热点回顾（一）、一次能源和二次能源1.直接从自然界取得的能源称为 能源，如 、 、 、 、 等。经过加工、转换得到的能源称为 能源如 、 等。2.化学能是怎样转化成电能的呢？2001年我国发电总量表明，火电比率仍占首位。燃煤发电是一个由 能转化为 能的过程。燃煤发电的能量转换过程： （二）、原电池及其工作原理 以Cu-Zn原电池为例，分析原电池的工作原理：电极电极材料电极反应反应类型电子流向电流方向负极正极1.原电池是把 转变为 的装置。2.组成原电池的条件： 思考以下装置不能形成原电池的是 。 3.原电池的电极判断(1)负极总是_电子，化合价_，发生_反应；正极总是_电子，化合价_，发生_反应。(2)电子流出的一极是_，电子流入的一极是_；(3)一般活泼的金属为_，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为_。4.化学电池的反应本质： （三）、化学电源1.锌锰干电池(一次性电池)(1)普通锌锰电池负极材料： 正极材料： 电解质是 负极（锌筒）： 正极（石墨）： 总反应： (2)碱性锌锰干电池负极材料： 正极材料： 电解质是 负极： 正极： 总反应： 改进后碱性锌锰电池的优点：2.充电电池(二次性电池) 充电电池又称 ，它放电时所进行的 反应，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现 转变为 ，再由 转变为 。最早使用的充电电池是 。(1)铅蓄电池负极： 正极： 总反应： (2)镉镍电池负极： 正极： 总反应： ()锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。3.氢-氧燃料电池燃料电池：燃料燃烧是一种剧烈的 反应，通过燃料燃烧所释放的 再转化为 ，负极通入 正极通入 燃料电池电极反应：负极： 正极： 总反应： 4. 各烧杯中盛有海水，能够形成原电池且铁为正极的是（）5据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池总反应为2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极反应 B负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2OC正极发生氧化反应 D电解液肯定不是强酸6如图所示装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的相接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)_。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：_。（二）化学电源1日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式简化为Zn2e=Zn2，2NH2e=2NH3H2(NH3与Zn2能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()AZn为正极，碳为负极 BZn为负极，碳为正极C工作时，电子由碳极经过外电路流向Zn极D长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器2. 下列关于充电电池叙述，不正确的是 （ ）A充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B充电电池可以无限制地反复放电、充电C充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行D较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放3二次电池又叫可逆电池，下列电池属于二次电池的是 （ ）A酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池 B铅蓄电池C氢气燃料电池和甲烷燃料电池 D镍镉电池和锂电池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()Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应方程式为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。 某种锂电池的总反应式是LiMnO2 LiMnO2。下列说法正确的是（ ） ALi是负极，电极反应为LieLi+ BLi是正极，电极反应为LieLiCMnO2是负极，电极反应为MnO2eMnO2 D锂电池能量高的原因是它所含电子多汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O根据此反应判断下列叙述中正确的是()APbO2是电池的负极 BPb是负极CPbO2得电子，被氧化 D电池放电时，溶液酸性增强7. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是（ ）A.锌片溶解了1mol时，铜片上析出了1mol氢气B.两极上溶解和析出的物质质量相等C.锌片溶解了1g，铜片上析出了1g氢气D.锌片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol三、课后练习（一）原电池1.化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是( )A.化合价的升降 B. 电子的转移 C.氧化还原反应 D.电能的储存2.实验室中制取氢气，最好的方法是( ) A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应3.锌片和碳棒用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是( ) A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极4.能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断，下列叙述正确的是 ( ) A.天然气是二级能源 B.石油是二级能源C.电能是一级能源 D.水力是一级能源.原电池是将化学能转化为电能的装置，但其构成具有一定的条件，这些条件是 ( )。电极(负极与正极：金属活动性不同)、电解质溶液、闭合回路、灯泡A. B. C. D.下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是(A ).下列不能构成原电池的是( ).下列说法中正确的是( )A.原电池是把电能转为化学能的装置B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C.原电池两极均发生氧化还原反应 D.原电池中的阳离子向正极移动.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为( ) A.铝 B.铜 C.锡 D.硅10.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的组成正确的是( ) A B C D 正极 Zn Ag Cu Cu 负极 Cu Cu Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2S04 CuSO4 FeCl211.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.XYZ B.XZY C.YXZ D.YZX12.表明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的叙述正确的是( )A.在氧化还原反应中，甲失电子比乙失电子多 B.甲比乙同价态的阳离子的氧化性强C.甲能与稀盐酸反应生成氢气而乙不能 D.将甲与乙组成原电池时，甲为正极13.关于Cu-Zn原电池装置的叙述，正确的是() A.铜是阳极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原14.过量的锌粉与一定量的稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是( )A.升高温度 B.加入适量的水 C.加入少量CuSO4溶液 D.加入浓度较大的盐酸15.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，电解质溶液的pH( )A.不变 B.先变小后边大 C.逐渐变大 D.逐渐变小16.下列说法中正确的是( ) A.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C.原电池两极均发生氧化还原反应 D.原电池中阳离子向正极移动17.有A，B，C，D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A，D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是 ( )A.DCAB B.DABC C.DBAC D.BADC18.原电池是一种_装置。电子的流动方向是从_极到_极；电流方向是从_极到_极。19.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，正极是_，发生_反应，电极反应是_；负极是_，发生_反应，电极反应是_，总的反应式(离子方程式)是_（二）化学电源1.下列电池中不属于二次电池的是( )A.碱性锌锰电池B.铅蓄电池 C.镍镉电池 D.锂离子电池2.人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( ) A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞.镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极3.已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O石墨：O2+2H2O+4e-=4OH- 根据此判断，锌片是( )。A. 负极，并被氧化 B.负极，并被还原 C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原充电放电4.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的 物质是( )A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn5.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2氧化吸收H2)，电极反应可简化为：Zn2Zn2+；2NH4+2e2 NH3H2(NH3再用于结合Zn2+。)根据上述叙述判断下列说法中正确的是( )A.干电池中Zn为正极，碳为负极B.干电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极C.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器6.现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机.收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中正确的是( )A.由于碱性物质的存在，这种电池的缺点是容易漏液失效B.这种电池较传统锌锰电池使用寿命长C.这种电池的电解质由传统的KOH改进为NH4ClD.这种电池的电解质由传统的NH4Cl改进为KOH7.据报道，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn+O22ZnO，原料为锌粒.电解质和空气，则下列叙述正确的是( )A.锌为正极，空气进入负极反应 B.负极反应为Zn2e-Zn2+C.正极发生氧化反应 D.电解液肯定不是强酸8.在右图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )A.碳棒上有气体放出，溶液的pH增大 B.a是正极，b是负极 C.导线中有电子流动，电子从a极流到b极 D.a极上发生了氧化反应9.阿波罗宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：2H24 OH- 4 H2O4e-，O22 H2O4e- 4 OH-。在负极上发生反应的物质是 负极发生的是 (填氧化或还原)反应，电池反应是 中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：(1)从上图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是_，除此之外，装置中的一个明显错误是。(2)为保证该实验成功该同学采取了许多措施，如图的碎纸条的作用在于_。(3)若改用60mL 0.25molL-1 H2SO4和50mL 0.55molL-1NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量（填“相等”、“不相等”），若实验操作均正确，则所求中和热填（填“相等”“不相等”）(4)倒入NaOH溶液的正确操作是：_。 (从下列选出)。A沿玻璃棒缓慢倒入 B分三次少量倒入 C一次迅速倒入(5)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_。 (从下列选出)。A用温度计小心搅拌B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯D用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动(6)上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)_。a实验装置保温、隔热效果差b用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 （1）环形玻璃搅拌棒（1分）；小烧杯口未用硬纸板盖住（或大烧杯内碎纸条塞少了，未将小烧杯垫的足够高）（1分）（2）隔热，减少热量的损失（1分）（3）不相等（1分）；相等（1分）（4）C（1分）（5）D（1分）（6） a b c（3分）试题分析：（1）在反应过程中需要搅拌，所以还缺少环形不论搅拌棒。由于在反应过程中要尽可能减少热量的损失，所以根据装置图可知，存在的错误是小烧杯口未用硬纸板盖住（或大烧杯内碎纸条塞少了，未将小烧杯垫的足够高）。（2）实验中的碎纸条可以起到隔热，减少热量的损失的作用。（3）当改变酸或碱的用量时，反应中放出的热量会发生变化，但中和热是不变的。因为中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量，而与酸或碱的用量无关系。（4）加入氢氧化钠溶液的过程越慢，热量损失的越多，所以为减少热量损失，应该是一次迅速倒入，答案选C。（5）温度计不能用来搅拌，A不正确；B和C的操作会引起热量的损失，所以应该用环形玻璃搅拌棒进行搅拌，答案选D。（6）实验数值结果与57.3 kJ/mol相比偏小，这说明反应中有热量的损失，a和c正确。用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，会使硫酸的起始温度偏高，所以温度差减小，测定结果偏低，所以答案选abc