化学必修 第二册第2节 化学反应与能量转化获奖ppt课件

第二章  第二节 化学反应与能量转化

第二课时  化学电池

  1.从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理。

  2.能分析简单原电池的工作原理，能辨识原电池的构成要素。并能设计简单的原电池。

     原电池的工作原理和构成要素；原电池电极材料和电解质溶液的选择。

1.根据能量变化，可将化学反应分为            和             。

2.破坏化学键吸收的能量大于形成化学键释放的能量的反应为             反应，反应物的总能量     生成物的总能量。

3.破坏化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量的反应为             反应，反应物的总能量     生成物的总能量。

二、化学反应能量转化的重要应用——化学电池

【观察思考】观察“简易氢氧燃料电池的实验”思考完成以下问题：

（1）简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的？

（2）组装电池需要满足哪些基本条件？

氢氧燃料电池中发生的反应为：                                   。氢分子中的氢原子在石墨电极上          电子，氢气作为电池的            ；氧气分子中的氧原子在石墨电极上        得到电子，氧气作为电池的               ；稀硫酸中存在的自由移动的离子起到              的作用，导线起到             的作用。简易氢氧燃料电池能够给用电器提供电势差，是由于在两个石墨电极上有                    不同的物质——氢气和氧气。

【总结】

1.原电池的基本工作原理是            和             分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过                    形成闭合回路产生电流。其中，             在负极上    电子，是负极反应物；                     在正极上       电子，是正极反应物；电极材料（如石墨电极）通常是           。此外，还要有能传导电荷的                           作为离子导体；而导线则作为               ，起到传导电子形成闭合回路的作用。

2.原电池的构造：（1）                 ；（2）                    ；

                （3）                 ；（4）                 ；

【交流研讨】生活中平常使用的 5 号电池或 7 号电池都是锌锰干电池。锌锰干电池分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池两种。酸性锌锰干电池的组成如图所示。请根据原电池原理和构造思考以下问题。

在酸性锌锰干电池中，负极反应物是             ，正极反应物分别是                 。负极材料是            ，正极材料是            。离子导体是            。

【活动探究】小组合作，根据要求设计一个简单的原电池

【思考】

（1）尝试分析如图 2-2-12 所示的原电池的工作原理。

锌原子       电子被氧化成 Zn 2+ 进入溶液，反应式为                 ，锌片上的电子通过导线流向铜片，溶液中的     离子移向正极铜片，在铜片上       电子而被还原形成氢分子逸出，反应式为                 。电解质溶液中          离子移向负极锌片。

（2）在如图 2-2-12 所示的装置中，锌片、铜片与稀硫酸，哪些可以替换为其他物质却同样能产生电流？

正极铜可用                替换，硫酸可用               替换。

【总结】3.原电池正负极材料和离子导体的选择

负极材料选择 ：                                                    

正极材料选择 ：                                                    

离子导体选择：                                                    

【迁移运用】根据原电池原理和设计思路，将反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu设计成原电池，画出装置图，并写出正负极反应式。

4．化学电池的分类：                    、                     和                     。

【课堂小结】

              工作原理

化学电池      构成

              设计方法

1.列说法中正确的是 (　　)

A.原电池是把电能转化为化学能的装置

B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应

C.原电池中电流从负极流出,从正极流入

D.原电池中的阳离子向正极移动

2.X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的(　　)

3.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是(　　)

A.该电池工作时电能转化为化学能              B.该电池中电极a是正极

C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a     D.该电池的总反应：2H2＋O2===2H2O

4.如图所示电流表的指针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 (　　)

A.B极为原电池的正极               B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸

C.C中阳离子向A极移动             D.A极发生氧化反应

5.在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是(　　)

A.碳棒上有气体放出，溶液pH变大              B.a是正极，b是负极

C.导线中有电子流动，电子从a极到b极         D.a极上发生了氧化反应

6.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,经过一段时间后,下列各项叙述正确的是 (　　)

A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出              B.负极附近Cl-的浓度减小

C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大                D.溶液中Cl-的浓度基本不变

7.下列各组材料中,不能组成原电池的是 (　　)

8.某原电池的总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,则该原电池的正确组成可以是下列的 (　　)

9.过量铁与少量稀硫酸反应,为了加快反应速率,但是又不影响生成氢气的总量,可以采取的措施是 (　　)

A.加入适量NaCl溶液  B.加入适量的水

C.加入几滴硫酸铜溶液  D.再加入少量稀硫酸

10.氯铝电池是一种新型的燃料电池。试回答下列问题：

(1)通入Cl2(g)的电极是        (填“正”或“负”)极。

(2)投入Al(s)的电极是        (填“正”或“负”)极。

(3)电子从        (填“Al”或“Cl”)极流向        (填“正”或“负”)极。

(4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为        NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

检测反馈答案

1.【答案】D

【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置;原电池中电子流出的一极是负极,发生氧化反应;电流从正极流出,从负极流入;原电池中的阳离子向正极移动,发生还原反应。

2.【答案】D

【解析】由题中所给信息(X棒变粗，Y棒变细)可知X棒是正极，Y棒是负极，金属活动性Y比X活泼，所以选项A、C均错；再看电解质溶液，B选项中硫酸里的H＋在正极X棒上得电子生成氢气，X棒不会变粗；D选项中负极Y棒Zn失电子生成Zn2＋，Y棒变细，Ag＋在正极X棒上得电子生成Ag附着在X棒上使其变粗。

3.【答案】D

【解析】燃料电池是将化学能转化为电能，A项不正确；a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项不正确；外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极b，C项不正确。

4.【答案】C

【解析】原电池中,负极金属失去电子,发生氧化反应,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。

5.【答案】B

【解析】显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性a>b(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：

a(负)极：a－ne－===an＋(氧化反应)

b(正)极：nH＋＋ne－===H2↑(还原反应)

由于正极放电消耗H＋，溶液中c(H＋)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流表流向b极。

6.【答案】D

【解析】铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中构成原电池,铁作负极,发生反应Fe-2e-====Fe2+,银作正极,发生反应2H++2e-====H2↑,故A错误;溶液中Cl-移向负极,负极附近Cl-的浓度增大,正极附近Cl-的浓度逐渐减小,而溶液中Cl-的浓度基本不变,B、C错误,D正确。

7.【答案】C

【解析】构成原电池的条件是活泼性不同的金属或金属和非金属,导线相连并插入电解质溶液中,则A、B、D均可以构成原电池,C中蔗糖是非电解质,故C不能构成原电池。

8.【答案】C

【解析】该原电池的负极必为锌,正极是比锌稳定的金属或导电的非金属,电解质溶液中含有Cu2+,故选C。

9.【答案】C

【解析】若加入NaCl溶液或水,会将稀硫酸稀释,c(H+)减小,反应速率减慢;若加入几滴CuSO4溶液,则发生反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,析出的Cu与Fe、稀硫酸形成原电池,反应速率加快且不影响生成H2的总量;若再加入少量稀硫酸,因Fe过量,则生成H2的总量增大,且反应速率不会改变。

10.【答案】　(1)正　(2)负　(3)Al　正　(4)0.9