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-新人教版高一必修2化学学案VIP免费

第二节化学能与电能学习目标：1.了解化学能与电能的转化关系。2.初步了解原电池的工作原理。(重点)3.了解能源的分类和常见化学电源。4.了解燃料电池的工作原理。(难点)[自主预习·探新知]1．一次能源和二次能源2．火力发电——燃煤发电的能量转化过程化学能――→热能――→机械能――→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)电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极电子流出Zn－2e－===Zn2＋氧化反应铜正极电子流入2H＋＋2e－===H2↑还原反应总离子反应式Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(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。4．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。[基础自测]1．判断对错(对的打“√”，错的打“×”)。(1)水能、风能和化石能源均属于一次能源()(2)火力发电过程经过了化学能转化为热能，热能转化为动能，动能转化为电能的过程()(3)原电池工作时电子从正极流出()(4)原电池中的阴离子移向正极()(5)充电电池的放电反应与充电反应互为可逆反应()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×2．把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为________，正极的电极反应式为_________________________。【导学号：43722089】【答案】没有锌片2H＋＋2e－===H2↑[合作探究·攻重难]原电池的工作原理及应用装置实验现象实验结论①铜片上________铜与稀硫酸________②锌片上________锌与稀硫酸________③铜片上________，锌片________，电流表指针________该装置将________转化为________【提示】无气泡不反应有气泡反应有气泡溶解偏转化学能电能[问题思考](1)②③装置中反应速率谁大？【提示】③反应速率大。(2)③中SO移向什么极？正极反应式如何写？【提示】SO移向负极，2H＋＋2e－===H2↑。(3)仿照③装置设计装置实现Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu反应。【提示】(4)根据③装置可得Zn和Cu的活泼性谁强？【提示】Zn强。(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。【注意】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。a．Mg—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。b．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a．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...