高中化学 （课标点击+预习导学+典例精析+课堂导练）第2章 第3节 第2课时 化学反应为人类提供能量同步辅导与检测课件 鲁科版必修2.ppt

第3节化学反应的利用第2课时化学反应为人类提供能量 1 了解化学反应中能量转化的方式 2 了解原电池的构成及工作原理 3 了解原电池原理的应用 4 通过化学反应中能量变化的学习 了解不同形式的能量的转化对人类生产和生活的影响 知识清单 化学反应为人类提供能量 1 化学反应中能量转化的主要形式热能化学能电能2 即热饭盒原理 铝热剂焊接钢轨原理 以上反应过程都是化学能转化为 化学反应 化学反应 3 化学能转化为电能 1 原电池原理演示实验 1 气泡溶解光电子电能 锌片zn2 锌片铜片h 铜片h2电流 2 原电池概念 利用氧化还原反应 的装置 3 常见电池目前市场上的电池有 又称一次电池 又称二次电池 和燃料电池等 2 将化学能转化为电能 3 干电池蓄电池 应用思考 干电池是我们生活中常用的电池 请你说出它的正 负极分别是什么 提示 正极为碳棒 负极为锌筒 综合拓展 一 原电池的工作原理及应用1 原电池的工作原理 以铜 锌原电池为例 2 原电池原理的应用 1 加快氧化还原反应速率如实验室用zn和稀h2so4 或稀盐酸 反应制h2 常用粗锌 原因是粗锌中的杂质和锌 稀硫酸的溶液形成原电池 使产生h2的速率加快 2 比较金属的活动性强弱原电池中 一般活泼性强的金属为负极 活泼性弱的金属为正极 例如 有两种金属a和b 用导线连接后插入到稀硫酸中 观察到a极溶解 b极上有气泡产生 由原电池原理可知 金属活动性a b 3 设计原电池从理论上说 任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池 例如 利用cu 2fecl3 2fecl2 cucl2的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池 该原电池的电极反应为 负极 cu cu cu2 2e 氧化反应 正极 c 2fe3 2e 2fe2 还原反应 特别提示 两个活泼性不同的金属或金属与非金属在电解质溶液中 构成闭合回路时 都可以发生原电池反应 这是判断一装置是否是原电池装置的依据 除燃料电池外 一般负极都是电极材料发生反应被氧化 正极上一般是电解质溶液中的某种粒子被还原 尝试应用 1 如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是 解析 根据构成原电池的四个必要条件分析 a中两电极相同 c中未形成闭合回路 d中酒精是非电解质 符合条件的只有b 答案 b 2 某原电池的离子方程式是zn cu2 zn2 cu 该原电池正确的组成是 解析 根据方程式来看 zn失去电子 化合价升高 发生氧化反应 作负极 排除b 正极为cu2 得电子 所以电解质溶液含cu2 答案c 答案 c 尝试应用 3 如右图是zn和cu形成的原电池 某实验兴趣小组做完实验后 在读书卡片上记录如下 其中正确的是 zn为正极 cu为负极 h 向负极移动 电子是由zn经外电路流向cu cu极上有h2产生 若有1mol电子流过导线 则产生的h2为0 5mol 正极的电极反应式为 a b c d 解析 在该原电池中 zn比cu活泼 故zn作负极 cu作正极 电子由zn流出经导线流向cu 负极反应为zn 2e zn2 正极反应为2h 2e h2 故每转移1mol电子时 产生0 5molh2 在溶液中h 向正极移动 so向负极移动 故 错误 正确 选b项 答案 b 4 下列叙述是小明做完铜 锌原电池后的实验后得出的结论和认识 你认为正确的是 a 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属b 由铜 锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极c 电子沿外导线由锌流向铜 通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气d 铜锌原电池工作时 若有13g锌被溶解 电路中就有0 4mol电子通过 解析 两种活动性不同的的金属与电解质溶液能够组成原电池 但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属 例如锌和石墨电极构成的干电池 在原电池中 较活泼金属中的电子流向较不活泼的金属 因此活泼金属是负极 但电子不能通过电解质溶液 应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子 铜锌原电池工作时 锌负极失电子 电极反应为zn 2e zn2 1molzn失去2mol电子 0 2mol锌 质量为13g 被溶解 电路中有0 4mol电子通过 故选d 答案 d 原电池的构成条件 下列各组的电极材料和电解液 不能组成原电池的是 a 铜片 石墨棒 稀硫酸b 铜片 石墨棒 硝酸银溶液c 锌片 铜片 稀盐酸d 铜片 银片 fecl3溶液 解析 自发的氧化还原反应是形成原电池的关键 铜片 石墨棒 稀硫酸三者没有氧化还原反应发生 选项b c d对应的氧化还原反应分别是 cu 2agno3 cu no3 2 2ag zn 2hcl zncl2 h2 cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 答案 a 变式训练 解析 由原电池的构成条件可知 a项中的两个电极相同 不能形成原电池 c项中没有形成闭合回路 不能形成原电池 d项中酒精为非电解质 也不能形成原电池 fe能与cuso4溶液反应 选b项 答案 b 原电池的工作原理与正负极判断 下图是某同学做完zn cu原电池实验后所做的读书卡片记录 其中描述合理的组合是 实验后的记录 zn为正极 cu为负极 h 向负极移动 电子流动方向zn cu cu极上有h2产生 若有1mol电子流过导线 则产生h2为0 5mol 正极的电极反应式为 zn 2ezn2 a b c d 原电池的工作原理与正负极判断 解析 本题应明确以下两点 1 原电池的工作原理 2 有关计算可采用 电子守恒法 在该原电池中 zn比cu活泼 故zn作负极 铜作正极 电子由zn流出经导线流向cu片 负极反应为zn 2e zn2 正极反应为2h 2e h2 故每转移1mol电子时 产生0 5molh2 在溶液中 h 向正极移动 so2 4向负极移动 故 正确 选c 答案 c 变式训练 2 如图所示 两电极一为碳棒 一为铁片 若电流表的指针发生偏转 且a极上有大量气泡生成 则以下叙述正确的是 a a为负极 是铁片 烧杯中的溶液为稀硫酸 b b为负极 是铁片 烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 c a为正极 是碳棒 烧杯中的溶液为稀硫酸 d b为正极 是碳棒 烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 解析 由题给信息 电流表指针发生偏转 可确定该装置构成了原电池 又因 a极有大量气泡生成 可知 a为正极 碳棒 则b为负极 铁片 即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸 答案 c 原电池原理及应用 下列关于实验现象的描述不正确的是 a 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中 铜片表面出现气泡b 用导线连接锌片 铜片 一起浸在硫酸铜溶液中 铜片表面析出单质铜c 把铜片插入三氯化铁溶液中 在铜片表面出现一层铁d 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴氯化铜溶液 气泡放出速率加快 解析 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中 符合构成原电池的条件 铜片作正极 表面出现气泡 用导线连接锌片 铜片 一起浸在硫酸铜溶液中 锌比铜活泼 铜作正极 表面析出单质铜 把铜片插入三氯化铁溶液中 发生反应 cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 铜片被三氯化铁溶液腐蚀而逐渐溶解 不会在铜片表面出现一层铁 所以选项c不正确 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴氯化铜溶液 锌粒与氯化铜溶液发生反应 zn cucl2 zncl2 cu 即在锌片表面附着铜 与盐酸电解质溶液形成原电池 所以气泡放出速率加快 答案 c 变式训练 3 有a b c d四块金属片 进行如下实验 a b用导线相连后 同时浸入稀硫酸溶液中 a为负极 c d用导线相连后 同时浸入稀硫酸溶液中 电流由d 导线 c a c相连后 同时浸入稀硫酸溶液中 c极产生大量气泡 b d用导线相连后 同时浸入稀硫酸溶液中 d极发生氧化反应 据此 判断四种金属的活动性顺序是 a a b c db a c d bc c a b dd b d c a 解析 金属与稀硫酸溶液组成原电池 活泼金属为负极 失去电子发生氧化反应 较不活泼的金属为正极 h 在正极表面得到电子生成氢气 电子由负极流向正极 电流由正极流向负极 题中由 知a b 由 知c d 由 知a c 由 知d b 综合以上信息可知金属活动性a c d b 答案 b 1 下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是 a 化石能源物质内部蕴储着大量的能量b 绿色植物进行光合作用时 将太阳能转化为化学能 贮存 起来c 物质的化学能可以在不同条件下转化为热能 电能为人类所利用d 吸热反应没有利用价值 解析 吸收热量的化学反应叫吸热反应 例如 制造水煤气反应 高炉中还原剂一氧化碳的产生 在高温条件下 用碳还原二氧化碳制取一氧化碳 等反应都是吸热反应 也都是很有价值的重要的工业反应 答案 d 7 研究人员最近发明了一种 水 电池 这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电 在海水中电池总反应可表示为 5mno2 2ag 2naclna2mn5o10 2agcl 下列 水 电池在海水中放电