高中化学 2.2.1化学能转化为电能学案 新人教版必修2.doc

第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能学习目标定位熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系，知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。1电解质的概念是_，常见的电解质有_。举出三种不同物质类别的可溶性电解质，写出它们的电离方程式：_，_，_。2氧化还原反应的特征是_；氧化还原反应的本质是_；氧化还原反应的判断依据是_；氧化还原反应是_。3氧化剂在反应过程中_电子，所含元素的化合价_，发生_反应。还原剂在反应过程中_电子，所含元素的化合价_，发生_反应。4某校同学以“比较al、x、cu三种金属的活动性”为课题进行实验探究。选用溶质质量分数相同的稀盐酸，分别与大小形状都相同的al、x、cu三种金属反应，其现象如下表所示：分析实验现象回答下列问题：(1)实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是_。(2)铜表面始终无气泡产生的原因是_。(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是_。知识点一化学能间接转化为电能探究活动1能源按其_可分为一次能源和二次能源。填写下表：能源类别定义实例一次能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、_、_、_等二次能源2.二次能源火力发电(1)火力发电原理：首先通过_燃烧，使_能转变为_能，加热_使之_以推动_，然后带动_发电。(2)能量转换过程：_能_能_能_能。能量转换的关键环节：_。(3)火力发电弊端：煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费。能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。煤燃烧会产生有害物质(如_、_、_、_等)，污染环境。归纳总结化学能间接转化为电能火力发电活学活用1能源可划分为一次能源和二次能源。氢气是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界大量存在的水来制取：2h2o(l)=2h2(g)o2(g)，这是一个吸热反应。(1)下列叙述正确的是()a电能是二次能源 b水力是二次能源c天然气是一次能源 d焦炉气是一次能源(2)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是()a构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可以研究在水不分解的情况下，使氢气成为二次能源b设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气c寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放出能量d寻找特殊化学物质，用以开发廉价能源，以分解水制取氢气知识点二化学能直接转化为电能探究活动1按要求完成下列实验，并填表：实验步骤现象解释或说明2.原电池(1)原电池的概念是_；原电池的反应本质是_反应。(2)原电池的构成条件理论上，自发的_反应均可构成原电池。具体条件是：具有_的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)两电极均插入_溶液中两极用导线相连，形成闭合回路(3)原电池的工作原理根据原电池反应原理，分析下图并填空原电池总反应式：_。能量转化过程：原电池在工作时，_极失去电子，电子通过导线流向_极，溶液中氧化性物质_此电子，发生_反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，_极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向_极，被氧化性物质得到，这样闭合回路中不断有_产生，也就形成了电流，_能转变为_能。归纳总结活学活用2如图装置中，明显有电流产生的是()知识点三原电池原理的应用探究活动1由a、b、c、d四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属a不断溶解c的质量增加a上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的ph变化是_。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。2铁及铁的化合物应用广泛，如fecl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出fecl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请写出电极反应式。正极反应：_；负极反应：_。归纳总结原电池原理的应用(1)比较金属活泼性作负极的金属活泼性强，作正极的金属活泼性弱。(2)改变化学反应速率如：在zn和稀硫酸反应时，滴加少量cuso4溶液，则zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快zn与稀硫酸反应的速率。(3)设计原电池如：把fe2fe3=3fe2设计成原电池，可用fe作负极，铜(或石墨)作正极，fecl3溶液作电解质溶液。(4)保护金属设备如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀。在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如zn)，则构成以zn、fe为电极的原电池，zn被消耗掉而fe得到保护。活学活用3将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()a两烧杯中铜片表面均无气泡产生b甲中铜片是正极，乙中铜片是负极c两烧杯中溶液的ph均增大d产生气泡的速率甲比乙慢原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是1下列说法不正确的是()a根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源b电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源c火力发电是化学能间接转化为电能的过程d水力发电是将化学能转化为电能的过程2原电池产生电流的本质原因是()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3下列图示的装置不能构成原电池的是()4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()an上有气体放出bm为负极，n为正极c电解质溶液中h浓度减小d导线中有电流通过，电流方向是由m到n5在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为_极，电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_。锌片上观察到的现象为_；铜为_极，电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式是_；铜片上观察到的现象是_，原电池总反应的离子方程式为_。6x、y、z三种金属，x、y组成原电池，x是负极；把y放在z的硝酸盐溶液中，y表面有z析出。其活动性顺序是_。第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能学习准备区1在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物酸、碱、盐h2so4=2hsonaoh=naohcuso4=cu2so2元素的化合价发生变化(有升降)有电子转移反应前后元素的化合价是否发生了变化(是否发生了升降)一个自发的氧化还原反应，总是向着生成较弱氧化剂和还原剂的方向进行3得到降低还原失去升高氧化4(1)铝表面有一层氧化铝薄膜(2)铜不能与稀盐酸发生反应(3)alxcu学习探究区知识点一探究活动1来源一次能源：直接从自然界中取得的能源煤石油天然气二次能源：由一次能源经过加工、转化得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等2(1)化石燃料化学热水汽化为蒸汽蒸汽轮机发电机(2)化学热机械电燃烧(3)so2cono2粉尘归纳总结热能机械能活学活用1(1)ac(2)ac解析(1)通过阅读题目所给知识，该问题不难解决。(2)a中的错误有两个：一是构成水分子中的氢不可燃(因为氢为1价，不能再被氧化)，氧也不可燃；二是水不分解时，氢若为能源应是一次能源；c中，催化剂可加快反应的速率，但不能改变反应的热效应，水分解是吸热反应，因此不能释放能量。知识点二探究活动1锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生h2，而铜则不能锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流计指针发生偏转锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流计指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流无现象乙醇是非电解质，与zn、cu都不反应2(1)将化学能转化为电能的装置氧化还原(2)氧化还原活动性不同电解质(3)zn2h=zn2h2负正得到还原负正电子流化学电归纳总结正极：还原性较弱的金属或能导电的非金属还原反应电子流入电流流出负极：还原性较强的金属氧化反应电子流出电流流入活学活用2c依据原电池的构成条件分析可知：a选项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；b选项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；d选项中的装置没有构成闭合回路，不能形成原电池；只有c选项中的装置符合原电池的构成条件。知识点三探究活动1(1)a2e=a2(2)cu22e=cu(3)变大(4)dabc解析据图知活泼性：ab，a作负极，电极反应为a2e=a2；据图知活泼性：bc，正极反应为cu22e=cu；据图知活泼性：da，正极反应为2h2e=h2，故c(h)减小，ph增大。据、知活泼性：dabc。2(1)2fe3cu=2fe2cu2(2)2fe32e=2fe2cu2e=cu2活学活用3c因乙烧杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，因此乙装置中铜片上没有气泡，只有锌片上有气泡。因甲烧杯中锌片和铜片用导线连接后构成原电池，加快了锌的溶解，铜片上产生气泡的速率比乙装置中锌片上产生气泡的速率快。又因两烧杯中的锌都能与稀硫酸反应产生氢气而消耗h，导致两烧杯中溶液的酸性均减弱，所以溶液的ph均增大。学习检测区1d水力发电是将水的机械能转化为电能。2d3cc选项中两种金属都不能和稀h2so4发生自发的氧化还原反应，故c选项中装置不能构成原电池。4d原电池中活泼金属为负极，失去电子，即m为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为h2，溶液中h浓度减小，则n为正极