2021学年第一节 化学反应与能量变化学案设计

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第二课时化学反应与电能导学案
二、化学反应与电能
1．化学能间接转化为电能
（1）过程：
化学能eq \(——→,\s\up7(燃料燃烧))____________eq \(——→,\s\up7(蒸汽轮机))机械能eq \(——→,\s\up7(发电机))___________
（2）关键：燃烧（_______________反应）。
2．化学能直接转化为电能——原电池
= 1 \* ROMAN I、原电池的工作原理
原电池是将化学能转化为__________的一种装置，电子流出的一极称为__________，该
极发生__________反应，电子流入的一极叫__________，该极发生__________反应。原电池中电子流动的方向为：从__________经外电路流向__________极。
= 2 \* ROMAN II．构成原电池的条件
（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作____极，发生________反应。较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作____极，发生________反应。
（2）具有________溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）
（3）形成________回路（或在溶液中接触）
（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。
= 3 \* ROMAN III、原理分析：
电极：Zn：_____极，Cu：_____极
工作原理：
负极→失电子→发生____反应→电子通过导线流向___极→正极→_____得电子→发生___反应
溶液中：阴离子→____极，阳离子→_____极
外电路—电子导电，内电路—离子导电
3、原电池正负极的判断方法
（1）电极反应：负极—氧化反应，正极—还原反应
（2）电子或电流的流向：电子：负→正；电流：正→负
（3）离子流向：阳离子→正极，阴离子→负极；即“正向正，负向负”
（4）电极材料：活泼金属作负极；不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极
注：不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况
（5）其他：质量增加→正极，质量减少→负极，气体→正极，pH↑→正极
三、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部分
1．一次电池——锌锰干电池
2．二次电池
（1）铅蓄电池
负极材料是： 正极材料是： 电解质是
优点： 缺点：
（2）镉镍电池
负极材料是： 正极材料是： 电解质是
优点： 缺点：
（３）锂电池
锂亚硫酰氯电池（Li-SOCl2）：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
负极： ；正极： 。
3．发展中的燃料电池
氢-氧燃料电池
负极通入 正极通入
1．下列说法正确的是（ ）
A．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属
B．如图原电池中，电流由锌棒经外电路流向铜棒
C．通过构成原电池，能将反应的化学能全部转化为电能
D．银锌纽扣电池的放电反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag，其中Ag2O作正极，发生还原反应
解析：选D A项，原电池两极也可以是同一种金属或金属和导电的非金属，错误；B项，锌棒为负极，铜棒为正极，电流由正极经外电路流向负极，错误；C项，也可能部分转化为热能，错误；D项，由放电反应知，锌元素化合价升高发生氧化反应，Ag2O发生还原反应作正极，正确。
2．能源可分为一次能源和二次能源。据此判断，下列叙述正确的是（ D ）
A．天然气是二次能源 B．石油是二次能源
C．电能是一次能源D．水力是一次能源
解析：自然界中存在的能源为一次能源，如煤、石油、天然气、水力等，电能是二次能源，D项正确。
3．原电池产生电流的本质原因是（ D ）
A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接
C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
解析：电子的定向移动形成电流，氧化还原反应中有电子的转移，D项正确。
4．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是（ ）
A．Pb为正极被氧化 B．溶液的pH不断减小
C．SOeq \\al(2－,4)只向PbO2处移动D．电子由Pb极流向PbO2极
解析：选D 由Pb―→PbSO4可知，Pb是负极，A错误；由电池反应可知，H2SO4不断被消耗且有H2O生成，pH不断增大，B错误；电池工作时，外电路中电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，阴离子移向Pb极，C错误、D正确。
5．将编号为①②③④的四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①，①③相连时，③为正极，②④相连时，②上有气泡逸出，③④相连时，③的质量减少；据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（ ）
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②①D．③①②④
解析：选B ①②相连时，外电路电流从②流向①，说明②是正极，①比较活泼；①③相连时，③为正极，说明①比③活泼；②④相连时，②上有气泡逸出，说明②是正极，④比②活泼；③④相连时，③的质量减少，说明③是负极，③比④活泼；所以金属的活动性顺序为①③④②。
6．如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。关于此装置的下列叙述中，不正确的是（ D ）
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．是化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
解析：据题意知，此装置为原电池，M端为负极，N端为正极，有H2生成，是化学能转化为电能的装置，电流由N到M，选D。
7、理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题：
（1）该电池的负极材料是______，发生________反应（填“氧化”或“还原”），电解质溶液是________溶液__。
（2）正极上出现的现象是____________________________。
（3）若导线上转移电子1ml，则生成银__________g。
解析：（1）根据电池的总反应，可知负极一般是失电子的物质，所以负极材料应该是铜，发生氧化反应，电解质溶液是一种可溶性的银盐溶液，所以是AgNO3溶液。
（2）正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质，所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。
（3）当导线上转移1ml电子的时候，正极上会析出1ml银单质，所以正极上生成的银的质量是108g。实验装置
实验现象
实验结论
锌片上__气泡，铜片上___气泡
锌与稀硫酸____，铜与稀硫酸____
锌片上____气泡，铜片上____气泡__
产生H2（还原反应）的位置发生了改变
__锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转__
该装置将____能转化为____能
电极
材料
电极
名称
电子转移
电极反应式
反应类型
锌
负极
__失电子__
__Zn－2e－===Zn2＋__
__氧化反应__
铜
正极
__得电子__
_2H＋＋2e===H2↑__
__还原反应__
电池反应的离子方程式
__Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑__
构造示意图
工作
原理
负极
____
____被氧化，逐渐消耗
电解质
氯化铵糊
正极
_______
_______被还原
特点
放电后_______充电
便于携带，价格低