高中化学 第2章 化学反应与能量 第2节 化学能与电能学案 新人教版必修2-新人教版高中必修2化学学案VIP免费

第二节化学能与电能目标与素养：1.能举例说明化学能转化成电能的实例并了解其应用。(科学态度与社会责任)2.理解原电池工作原理及构成条件。(宏观辨识与微观探析)3.了解发展中的化学电源类型及其工作原理。(宏观辨识与模型认知)4.认识提高燃料的燃烧效率、开发清洁燃料和研制新型电池的重要性。(科学态度与社会责任)一、一次能源和二次能源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、太阳能等二次能源一次能源经加工、转换得到的能源电力、蒸汽、水煤气等二次能源中的电能是应用最广泛，使用最方便，污染最小的能源。二、化学能转化为电能1．火力发电——简称火电(1)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。(2)火力发电的能量转换过程化学能――→热能――→机械能――→电能。2．原电池(1)实验探究(以铜—锌—稀H2SO4原电池为例)⇒(2)电子流向从Zn片流出，通过导线流入Cu片，Zn片上发生氧化反应，Cu片上发生还原反应。(3)原电池的定义：将化学能转变为电能的装置；原电池反应本质是氧化还原反应。(4)电极名称：锌—铜原电池中，Zn作负极，Cu作正极。三、发展中的化学电源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(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，活动性极强，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。1．判断对错(对的打“√”，错的打“×”)(1)氢能、水能、风能和化石能源均属于一次能源()(2)火电是化学能间接转化为电能的过程()(3)原电池的负极发生还原反应()(4)氢氧燃料电池工作时，H2在负极上发生还原反应()[提示](1)×(2)√(3)×(4)×2．下列有关电池的说法不正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极[答案]B3．对于反应Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋设计的原电池。(1)正极反应式为____________，发生____________反应。(2)负极反应式为____________，发生____________反应。[答案](1)Cu2＋＋2e－===Cu还原(2)Zn－2e－===Zn2＋氧化原电池的组成和工作原理1．原电池的构成2．原电池的工作原理模型认知——正负极的判断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Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg；Al(Fe)—Cu－浓HNO3构成的原电池中，Cu为负极。1．下列装置可以构成原电池的是()C[A项，两电极应是不同的金属；B项，蔗糖溶液为非电解质溶液，不导电；D项，电路不闭合。]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()甲乙A．两个装置都构成了原电池B．两烧杯中铜片均发生2H＋＋2e－===H2↑C．甲烧杯中，电子从锌片流出，流入铜片D．两烧杯中，SO均移向铜片C[A项，乙装置没有形成闭合回路，不是原电池；B项，乙装置中铜片上没有H2生成；D项，甲装置中SO移向锌片，乙装置中SO自由移动，无方向性。]原电池原理的三大应用1．加快氧化还原反应的速率(1)原理：在原...