鲁科版必修2 第2章 第3节 第2课时 化学反应为人类提供能量 学案.doc

第2课时 化学反应为人类提供能量 课标要求1了解原电池的构成和工作原理。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。1原电池是将化学能转化成电能的装置。2原电池的构成条件：(1)相对活泼性不同的两个电极。(2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。(4)能发生自发的氧化还原反应。3原电池工作原理口诀：原电池分两极；负极氧化正极还原；电子由负流向正；离子阳正阴向负。4原电池正、负极的判断：化合价升高失去电子发生氧化反应负极；化合价降低得到电子发生还原反应正极。1化学能转变为热能(1)化学反应的实质是旧化学键断裂、新化学键形成，当形成新化学键所释放的能量大于断裂旧化学键所吸收的能量时，化学反应会释放能量。(2)放热反应：一些化学反应过程中产生的能量以热能的形式释放出来，该反应是放热反应。(3)吸热反应：一些化学反应需要不断地吸收热能来维持反应的进行，该反应是吸热反应。2化学能与电能的转化(1)人们利用电池通过氧化还原反应将化学能转变为电能。(2)电能也可转化为化学能，如：电解饱和食盐水。3化学能与光能的转化(1)物质燃烧时发光就是化学能转变为光能。(2)绿色植物光合作用是把光能转变为化学能。4化学反应在其他领域中的应用(1)确定物质组成、结构。(2)测定物质有关组分的含量。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)煤燃烧是化学能转化为热能的过程()(2)水电站把机械能转化为电能，而核电站把化学能转化为电能()(3)植物通过光合作用将co2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程()(4)动物体内葡萄糖被氧化成co2是热能转变成化学能的过程()(5)利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是光能转化为化学能的绿色方法()2下列有关说法中正确的是()a能量的转化是相互的b物质在氧气中燃烧时，化学能只转化为光能c植物的光合作用是将化学能转化为生物能d旧化学键断裂所放出的能量大于形成新化学键吸收的能量时，反应放热解析：选a物质燃烧时，化学能不仅转化为光能，也转化为热能，故b项错误；光合作用是将光能转化为化学能，故c项错误；旧化学键断裂需要吸收能量，形成新化学键释放能量，故d项错误；能量的转化是相互的，如电能可转化为化学能，化学能也可转化为电能，热能可转化为化学能，化学能也可转化为热能等，故a项正确。1实验探究原电池工作原理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氢气而逸出，电子在导线上做定向移动，形成电流2原电池(1)定义：利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。(2)构成条件相对活泼的金属做负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属做正极；插入电解质溶液中；用导线连接构成闭合回路；能自发地放出能量的氧化还原反应。(3)工作原理(以cuzn原电池为例)3常见电池(1)干电池：又称一次电池，如锌锰干电池。(2)蓄电池：又称二次电池，如铅蓄电池。(3)燃料电池：能量转化率高，无污染。1所有氧化还原反应都能设计成原电池吗？提示：不能。能自发进行氧化还原反应才能设计成原电池。2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。1原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率：实验室用zn和稀硫酸(或稀盐酸)反应制h2，常用粗锌，它产生h2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生h2的速率加快。(2)比较金属的活动性强弱：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，根据电极现象判断出a是负极，b是正极；通常情况下，由原电池原理可知，金属活动性ab，则原电池中，活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。(3)设计原电池：利用cu2fecl3=2fecl2cucl2的氧化还原反应可设计成原电池，该原电池的电极反应式为负极(cu)：cu2e=cu2(氧化反应)，正极(c)：2fe32e=2fe2(还原反应)。(4)金属腐蚀防护：在轮船外壳上镶嵌锌块，在海水中形成原电池，锌作负极失去电子，保护铁不被腐蚀。2原电池正负极的判断特别提醒在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活泼性强弱，还要考虑电解质溶液，如mgal和naoh溶液构成原电池，al作负极而镁作正极，alcu和浓hno3构成原电池，cu作负极而al作正极。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)任何化学反应都能设计成原电池()(3)原电池工作时，电子通过电解质溶液流向正极()(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()2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h2so4中，a极为负极；c、d用导线相连后，同时浸入稀h2so4中，电流由d导线c；a、c相连后，同时浸入稀h2so4中，c极产生大量气泡；b、d相连后，同时浸入稀h2so4中，d极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是()aabcdbacdbccabddbdca解析：选b金属与稀h2so4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h2；导线中电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，a、b作电极的原电池中，a为负极，金属的活动性顺序为ab；c、d作电极的原电池中，c为负极，金属的活动性顺序为cd；a、c作电极的原电池中，a为负极，金属的活动性顺序为ac；b、d作电极的原电池中，d为负极，金属的活动性顺序为db。综上可知，金属的活动性顺序为acdb。3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acuznhclbzncucuso4ccuzncuso4dcuznzncl2解析：选c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。三级训练节节过关1下图各装置中，溶液均为稀硫酸，不能构成原电池的是()解析：选d由构成原电池的条件知，d项不能形成闭合回路，不能构成原电池。2下列各组材料中，不能组成原电池的是()选项abcd两极材料zn片、石墨cu片、ag片zn片、cu片fe片、cu片插入溶液h2so4溶液agno3溶液蔗糖溶液稀盐酸解析：选cc项中蔗糖是非电解质，不能组成原电池。3.如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是()a电池内部含有电解质b锌是负极，石墨棒是正极c电池用完后可埋入土壤d锌锰干电池是一次性电池解析：选c用完的电池埋入土壤中易造成土壤污染以及地下水污染。4.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为cu22e=cuc无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色da和b用导线连接时，铁片做正极解析：选da、b不连接，未形成原电池，cu2与fe在接触面上直接反应，a项正确；a、b用导线连接，铜片为正极，cu2在该电极上得电子，铁片为负极，b项正确，d项错误；a、b连接与否，溶液中的cu2均得电子发生还原反应生成cu，fe均失电子发生氧化反应生成fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，c项正确。5分别按图甲、乙所示装置进行实验，两个烧杯里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：(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泡的速率比乙装置中产生气泡的速率快；随着两烧杯