鲁科版必修2第2章 第3节化学反应的利用第2课时学案.doc

课时2化学反应为人类提供能量学习目标：1.了解原电池的构成和工作原理。(重点)2.知道构成原电池的条件。3.了解化学能与电能的相互转化以及化学反应的其他应用。4.了解常见的化学电源。自 主 预 习探 新 知一、化学能与其他形式能量之间的转化1吸热反应和放热反应(1)吸热反应：反应过程中吸收能量的化学反应。(2)放热反应：反应过程中释放能量的化学反应。2化学反应中能量转化的主要形式二、原电池1原电池工作原理演示实验装置现象铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，灯泡发亮结论导线中有电流通过，化学反应中化学能转化为电能解释当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时：锌原子失去电子被氧化为zn2进入溶液电子由锌片通过导线流向铜片溶液中的h从铜片上获得电子被还原为h2而逸出，就这样电子在导线上做定向移动，形成电流2.原电池(1)概念：利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。(2)构成条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计构成原电池。具体条件是具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；溶液：两电极均插入电解质溶液中；导线：两极用导线相连，形成闭合回路。(3)工作原理原电池总反应式：zn2h=zn2h2。3常见电池(1)干电池：又称一次电池，如锌锰电池。(2)蓄电池：又称二次电池，如铅蓄电池。(3)燃料电池的优点：其能量转化率高，对环境无污染。微点拨：(1)原电池中电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中电极不参加反应。(2)金属k、na、ca活泼性强，不作原电池电极。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)原电池是电能转化为化学能的装置。()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流计指针发生偏转。()(3)原电池中外电路中的电子的流向是由正极流向负极。()(4)原电池工作时，负极发生氧化反应。()(5)蓄电池是常见的一次电池。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2关于化学反应中的能量变化，下列说法不正确的是() 【导学号：20922124】a化学反应中的能量变化，除热能之外，还可以是光能、电能b化学反应中的能量变化，服从能量守恒定律c燃料电池工作时，化学能转变为电能d在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量d在吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，在放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量。3下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()ab cd【答案】a合 作 探 究攻 重 难原电池的工作原理思考交流(1)从氧化还原反应角度分析在铜、锌原电池中铜片、锌片上发生的反应各是什么？【提示】锌片：zn2e=zn2，氧化反应；铜片：2h2e=h2，还原反应。(2)在铜、锌原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？如果不能，电流是如何通过稀硫酸的？【提示】由于金属锌比金属铜活泼，锌失去电子，电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液，在稀硫酸中h移向铜片，so移向锌片，阴、阳离子定向移动形成电流。(3)若将铜片换作石墨棒，能否产生电流？电极反应有无变化？【提示】改为石墨棒后，仍然可以形成原电池，且锌为负极，石墨棒为正极，电极反应及原电池反应均不变。(4)若将稀硫酸换作硫酸铜溶液，能否产生电流？电极反应有何不同？【提示】将稀硫酸换作硫酸铜溶液，也可以形成原电池，锌为负极，发生氧化反应：zn2e=zn2；铜为正极，发生还原反应：cu22e=cu，总反应为zncu2=zn2cu。对点训练如图所示，下列叙述正确的是() 【导学号：20922125】a铜是负极，铜片上有气泡产生b铜片质量逐渐减少c电流从锌片经导线流向铜片d氢离子在铜片表面被还原d由图可知，zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极铜电极；溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为h2；电子流向与电流方向相反。原电池正、负极的判断(1)依据原电池两极材料较活泼的金属作负极(k、ca、na太活泼，不能作电极)；较不活泼的金属或可导电的非金属(石墨等)作正极。(2)根据电流方向或电子流向电流(外电路)由原电池的正极流向负极；电子则由原电池的负极流向正极。(3)根据内电路离子迁移方向阳离子移向原电池正极；阴离子移向原电池负极。(4)根据电极反应类型及电极现象正极：得电子，发生还原反应，现象是伴随金属的析出或h2的逸出。负极：失电子，发生氧化反应，现象则是电极本身的消耗，质量减少。原电池原理的应用思考交流(1)所有化学反应，都能设计成原电池吗？【提示】不是。原电池的原理是使氧化还原反应中转移的电子定向移动，故只有自发的氧化还原反应才能够设计成原电池。(2)原电池中一定是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极吗？【提示】不一定，如镁条、铝条连接，插入氢氧化钠溶液中，形成的原电池铝作负极，镁作正极。(3)锌与稀硫酸反应时，若滴入几滴硫酸铜溶液，化学反应速率会加快，试分析其原因是什么？【提示】滴加硫酸铜溶液后会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜。铜、锌与稀硫酸之间形成原电池，从而加快锌与稀硫酸的反应。对点训练等质量的两份锌粉a、b，分别加入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量cuso4溶液，则产生氢气的体积(v)与时间(t)的关系用图像表示如图，其中正确的是()d等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量cuso4溶液，则a中发生的反应有：zncu2=zn2cu，zn2h=zn2h2，由于置换出来的cu与zn在稀硫酸中构成原电池，所以，a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但cu2消耗了少量的zn，a中产生的h2比b中产生的h2少。b中只发生反应：zn2h=zn2h2。符合这些条件的图像为d。原电池原理的应用(1)加快化学反应速率实验室用锌和稀硫酸反应制备氢气时，常用粗锌，产生氢气的速率更快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸构成原电池，电子定向移动，加快了锌与硫酸反应的速率。(2)比较金属的活泼性一般情况下，在原电池中，负极金属的活泼性比正极金属的活泼性强。(3)设计原电池首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。当 堂 达 标固 双 基1在理论上不能用于设计原电池的化学反应是() 【导学号：20922126】ahclnaoh=naclh2ob2ch3oh3o22co24h2oc4fe(oh)22h2oo2=4fe(oh)3d2h2o2=2h2oa原电池的化学反应原理是自发的氧化还原反应，有电子的转移，而a项中的反应是中和反应，没有电子的转移，故选a项。2有关原电池的下列说法中正确的是()a在外电路中电子由正极流向负极b在原电池中负极发生还原反应c原电池工作时，阳离子向正极方向移动d原电池中正极一定是不活泼金属c在原电池中，电子从负极经外电路流向正极；原电池中负极发生氧化反应；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动；原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属。3已知空气锌电池的电极反应为锌电极：zn2oh2e=znoh2o；石墨电极：o2h2o2e=2oh。可以判断石墨电极是()a负极，发生还原反应b正极，发生氧化反应c负极，发生氧化反应d正极，发生还原反应d空气锌电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极是正极，发生还原反应。4在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是() 【导学号：20922127】a正极附近的so浓度逐渐增大b电子通过导线由铜片流向锌片c正极有o2逸出d铜片上有h2逸出d本题符合铜锌原电池的形成条件，原电池工作时，电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。负极锌片：zn2e=zn2；正极铜片：2h2e=h2，总反应为zn2h=zn2h2，原电池中没有o2产生。没有参与反应的so，浓度不会逐渐增大。5根据下列事实：xy2=x2y；z2h2o(冷)=z(oh)2h2；z2氧化性比x2弱；由y、w电极组成的电池，电极反应为w22e=w、y2e=y2，可知x、y、z、w的还原性由强到弱的顺序为()axzywbzwxyczyxw dzxywd由得还原性：xy；由知单质z能与冷水反应，z为活泼的金属单质；由得还原性：zx；由得还原性：yw，则有还原性zxyw。金属活动性强弱的判断方法(1)与水或酸反应置换出氢气的难易程度。(2)最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。(3)置换反应。(4)阳离子氧化性的强弱。(5)通常情况下原电池中负极金属强于正极。6某原电池的离子方程式是zncu2=zn2cu，该原电池正确的组成是()选项正极负极电解质溶液acuznhclbzncucuso4ccuzncuso4dcuznzncl2c离子方程式中zn失电子生成zn2，故zn为负极。cu2得电子生成cu，故含cu2的溶液为电解质溶液。7分别按图甲、乙所示装置进行实验，两个烧杯中的溶液为同浓度的稀硫酸，甲中a为电流表。请回答下列问题： 【导学号：20922128】甲乙(1)下列叙述正确的是_。a两烧杯中铜片表面均无气泡产生b甲中铜片作正极，乙中铜片作负极c两烧杯中溶液的h浓度均减小d甲产生气泡的速率比乙的慢(2)甲装置中的能量转化形式：_能转化为_能，乙装置中的能量转化形式：_能转化为_能。(3)某同学发现甲装置中不仅铜片上有气泡产生，且锌片上也产生了气泡，原因可能是_。(4)在甲装置中，若把稀硫酸换成cuso4溶液，试写出铜电极的电极反应_。【解析】(1)甲装置为原电池，乙中zn与稀硫酸接触反应；甲装置中铜片作正极，h在铜片上得电子被还原为h2，形成原电池后产生气