第二节化学能与电能修改版

湘阴五中高一化学必修２导学案班级：姓名：组号：第二节化学能与电能第一课时化学能与电能的相互转化【学习目标】1.举例说明化学能与电能的转化关系及其应用；2.初步认识原电池的概念、原理、组成及应用；3.学会电极反应方程式的书写。【学习重点】原电池的原理、构成条件、电极名称和电极反应【学习难点】从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质【知识链接】火力发电是指通过化石燃料的燃烧，使能最终转化为的过程。在火力发电过程中，经历了一系列的能量转换：【想一想】火力发电的优缺点有哪些？能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率?1.实验探究（1）把互不接触的铜片和锌片放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到，写出有关反应的化学方程式。在此反应中有无能量的转化？若有，是能转化成了能。（2）把铜片和锌片用导线连接起来，再放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到的现象是，根据可以断定铜片（是或否）参加反应。（3）在导线中间串联一电流表，可以观察到，这说明导线里面有通过。在此过程中，能转化成了能。从以上你能得出什么结论，并总结出什么是原电池？2.原电池的构成条件和工作原理（1）原电池的构成条件错误!未找到引用源。把上述（3）中的铜片换成锌片，使两个电极材料相同，实验现象为；错误!未找到引用源。把上述（3）中烧杯里的硫酸换成75%酒精，实验现象是；③把串联着电流表的锌片与铜片分别放到两支盛有稀硫酸的烧杯里，现象为。原电池的构成条件：（2）原电池的工作原理：从能量转化角度看，原电池是将能直接转化为能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是反应中的失去的电子经过导线传递给，从而使氧化还原反应分别在两个电极上进行。（3）中的电极名称及电极反应式的书写负极：电子的一极，电子，发生反应（如上述原电池中的片）；正极：电子的一极，电子，发生反应（如上述原电池中的片）；电极反应式：表示负极、正极得失电子情况的式子。分析在Zn－Cu原电池中两个电极区域得失电子情况，并写出电极反应式：正极（铜片）：；负极（锌片）：；电极反应总式：。（4）原电池正负极的判断方法3.原电池的设计（化学电池的反应本质是反应），请自己设计．．．．一个铜锌原电池。2【自主测试】（）5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A、abcdB、acdbC、cadbD、bdca（）6.在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是（）A.锌片是正极，铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片C.溶液中硫酸的物质的量浓度减小D.电解质溶液的pH保持不变（）7.实验室中欲制氢气,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.粗锌与稀硫酸反应（）8.下列各组材料中，不能组成原电池的是（）ABCD两极材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片Fe片，Cu片电解质溶液H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸（）9.下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是（）A.在氧化-还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能D.将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极（）10.如图,电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。则A.B.C分别为()A.A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸B.A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸C.A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶D.A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液（）11.由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中，则当铜片上共放出3.36L(标准状况)气体时，硫酸恰好全部作用完。请回答下列问题：(1)写出电极反应式(2)写出电极反应总式(3)产生这些气体消耗锌的质量是多少？有多少个电子通过导线？200mL稀硫酸的物质的量浓度是多少？1.下图装置能够组成原电池且产生电流的是（）3.下列烧杯中盛有的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是（）2.下列装置中电流表中有电流产生的是（）4.各烧杯中盛有海水，能够形成原电池且铁为正极的（）3第二课时发展中的化学电源【学习目标】1.认识原电池概念、原理、组成及应用；2.学会电极反应方程式的书写；3.了解生活中常用的化学电池和新型化学电池。【学习重点】通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。【学习难点】通过对原电池的实验探究，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。【知识链接】从黑夜走路时照明用的手电筒，到满街跑的电车，再到上天的“神七”；从手腕上的电子表，到掌中手机再到手提电脑等等，都离不开化学电源。1.干电池锌锰电池（一次性电池，放电之后充电，内部的氧化还原反应是。）（1）普通锌锰电池（电解质：）正极材料：，电极反应式为：2NH4++2e–=2NH3↑+H2↑；负极材料：，电极反应式为：；（2）碱性锌锰电池为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质换成湿的，并在构造上作了改进，制成了电池。正极材料：，电极反应式为：；负极材料：，电极反应式为：。2.充电电池充电电池又称，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）铅蓄电池负极反应式：；正极反应式：PbO2＋SO42－＋4H++2e－＝PbSO4＋2H2O电池总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O（2）新型充电电池①镍镉电池的电极反应：负极反应式：；正极反应式：2NiO(OH)+2e-2H2O==2Ni(OH)2+2OH-电池总反应式：镍镉电池，以为负极，为正极，以为电解质，寿命比铅蓄电池，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重环境。②电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。③碱金属中的，是最轻的金属，活动性，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，其能量转化率。燃料电池是一种、的发电装置。以H2为燃料时，产物为；以CH4为燃料时，产物为和。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于：干电池或蓄电池有限的电能储存起来，在合适的地方使用；燃料电池在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。氢氧燃料电池：电池反应总式为2H2+O2=2H2O，写出下列电极反应式电解质为H2SO4时，正极：，负极：2H2－4e－=4H+4电解质为KOH时，正极：，负极：2H2+4OH－－4e－=4H2O4.原电池原理的应用【课堂练习】（）1.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：Zn－2e－＝Zn2＋、2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2（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.干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化Ｃ.干电池连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器Ｄ.干电池工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极（）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（）3.氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20％－40％的KOH溶液的多孔碳电极，其电池反应为2H2+4OH－―4e－=4H2O和O2+2H2O+4e－=4OH－，则下列叙述正确的A、通氢气的一极是正极，通氧气的一极是负极B、通氢气的一极发生的是氧化反应C、工作一段时间后电解质溶液的pH值增大D、工作时负极区附近的pH值增大（）4.二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（）5.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Li＋MnO2＝LiMnO2。下列说法正确的是A.Li是负极，电极反应为Li－e－＝Li+B.Li是正极，电极反应为Li＋e－＝Li－C.MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－＝MnO2－D.锂电池能量高的原因是它所含电子多（）6.人造地球卫星用到一种高能电池——银锌蓄电池，其电池电极反应式为Zn+2OH－－2e－=ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是A.负极，被氧化B.正极，被还原C.负极，被还原D.正极，被氧化（）7.镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.CdD.NiO(OH)（）8.某原电池反应的离子方程式为：Fe+2H＋＝Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是A.HNO3为电解质溶液B.锌为原电池正极C.铁极质量不变D.铜为原电池正极（）9.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（）10.在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e－=Cu或Ag+＋e－=Ag在电极上析出，其析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为A.1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g（）11.根据下列事实：(1)A＋B2＋===A2＋＋B；(2)D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑；(3)以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、E2＋的氧化性强弱关系是A.D2＋＞A2＋＞B2＋＞E2＋B.A2＋＞B2＋＞D2＋＞E2＋C.D2＋＞E2＋＞A2＋＞B2＋D.E2＋＞B2＋＞A2＋＞D2＋