高一化学必修二第一章第二节化学能与电能

1、第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能一、能源的分类1一次能源：_的能源。2二次能源：一次能源经过_、_得到的能源。二、化学能转化为电能1化学能通过燃烧转化为电能火电(1)能量转化过程：化学能_(2)能量转化的关键步骤：_是化学能转化为电能的关键。2原电池(1)实验探究实验装置实验现象铜片：_锌片：_电流表：_结论有_产生，装置中_转化为_(2)原电池：将_转化为_的装置。(3)工作原理：锌失去电子，作_极，发生的反应为_，电子通过导线流向铜片，溶液中的_在Cu片上得电子生成_，铜片作_，发生的反应为_。(4)反应本质：原电池反应的本质是_。(5)原电池的构成条件具有_

2、的两个电极；能自发进行的氧化还原反应；电极间_；电解质溶液。(6)原电池的正、负极判断负极正极电极材料活泼性_的金属活泼性_的金属或能导电的_电子流动方向电子_极电子_极电解质溶液中离子定向移动方向_离子移向的极_离子移向的极发生的反应_反应_反应反应现象电极溶解电极_或有_知识点一一次能源与二次能源1能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是()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2下列叙述不正确的是()A根据一次能源和二次能源的划分标准，氢气为二次能源B电能

3、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火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程D在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化知识点二原电池的构成3下列装置能构成原电池的是()4某原电池工作时总的反应为ZnCu2=Zn2Cu，该原电池的组成可能是()AZn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液BCu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液CCu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液DFe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液知识点三原电池的工作原理5下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的

4、化学反应是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B2H2O22H2OCMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3DCH42O2CO22H2O6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()两烧杯中铜片表面均无气泡产生甲中铜片是正极，乙中铜片是负极两烧杯中溶液的c(H)均减小产生气泡的速率甲比乙慢甲中SO向Zn片移动，H向Cu片移动乙中电流从Cu片流向Zn片甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变A B C D知识点四原电池原理的应用7一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时

5、，W为正极；W能从含Y离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是()AZWXY BXYZWCXYWZ DZWYX8某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可能为()A铝 B铜 C锡 D硅练基础落实1对于原电池的电极名称叙述有错误的是()A发生氧化反应的为负极B正极为电子流入的一极C比较不活泼的金属为负极D电流的方向由正极到负极2下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()AZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgBPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DCCO22CO3茫茫黑夜中，航标灯为

6、航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()铝合金是正极铝合金是负极海水是电解液铝合金电极发生还原反应A B C D4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()5.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()Aa为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸Bb为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液Ca为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸Db为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液练方法技巧原电池正、负极及电极反应的判断6镍镉(NiCd)可充电电池

7、在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)22Ni(OH)2充电放电Cd2NiO(OH)2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是()ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)7据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、污染少等优点，其电池反应为2ZnO2=2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极B负极反应为Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应D电解液是酸溶液题号1234567答案练综合拓展8有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学

8、将电极放入6 molL1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 molL1的NaOH溶液中，如下图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式：正极：_。(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极：_。总反应的离子方程式：_。(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_活动性更强，而乙会判断出_活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？()A利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质B镁的金属性不一定比铝的金属性强C该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值D该实

9、验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案_(如可靠，此空可不填)。第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能基础落实一、1直接从自然界取得2加工转换二、1(1)热能机械能电能(2)燃烧(氧化还原反应)2(1)从上到下：有气泡逸出溶解指针发生偏转电流化学能电能(2)化学能电能(3)负氧化反应HH2正极还原反应(4)氧化还原反应(5)活动性不同形成闭合回路(6)从左到右，从上到下：较强较弱非金属流出流入阴阳氧化还原增重

10、气泡放出对点训练1D2C火力发电的能量转化：化学能热能机械能电能。3B原电池的构成条件：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液，形成闭合回路。4CZn失电子则Zn应为负极；Cu2得电子则Cu2为电解质溶液中的阳离子。5C可设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应。6B7DX、Y组成原电池Y为负极，则活泼性：YX；Z、W组成原电池，W为正极，则活泼性：ZW，W能从含Y离子的溶液中置换出Y单质，则活泼性：WY，综上，则活泼性顺序为ZWYX。8C该金属在金属活动顺序表中应在氢前锌后，故选C。课后作业1C原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确

11、；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。2DD是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。3A分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正极，电解液是海水；铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误，正确。4A由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气体产生。5CFe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H2e=H2，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液

12、为硫酸。6C根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。7B根据电池反应2ZnO2=2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn2e=Zn2，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。8(1)2H2e=H2(2)2Al8OH6e=2AlO4H2O

13、2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)MgAl(4)AD(5)不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极解析甲同学依据的化学反应原理是MgH2SO4=MgSO4H2，乙同学依据的化学反应原理是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。第2课时发展中的化学电源一、原电池工作原理的应用1加快氧化还原反应速率如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中

14、的杂质和锌、稀H2SO4形成_，加快了反应，使产生H2的速率加快。2比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为_极，活动性弱的金属为_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_。3设计原电池已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般_为负极材料(或在负极上被_)，_(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag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式为：负极(Cu)：_(氧化反应)正极(C)：_(还原反应)4化学电源人们利用原电池原理，

15、将_能直接转化为_能，制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池、高能燃料电池等，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术的发展中，电池发挥着重要的作用，大至宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小至电脑、电话、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池。二、发展中的化学电源1干电池普通锌锰干电池电池组成：_作负极；位于中央的顶盖带有_作正极；电解质是_糊。负极反应为_。2充电电池充电电池是一种_。充电放电可循环进行，至一定周期后终止。最早也是使用最广泛的是铅蓄电池，_是Pb，_是PbO2，电解质是_。封闭式体积小的充电电池镍镉电池，负极是_，正极是_，电解质是_。另外还有锂离子电池等。3燃

16、料电池燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。如氢氧燃料电池，在负极上发生氧化反应的是_，在正极上发生还原反应的是_，产物是_。燃料电池与干电池的主要区别在于_不是储存在电池内部，而是用外加的设备提供_和_等，使反应连续进行。电池反应：2H2O2=2H2O(1)电解质溶液为稀硫酸：负极：_，正极：_。(2)电解质溶液为KOH溶液：负极：_正极：_。知识点一化学电源电极的判断及电极反应方程式的书写1如下图，锌锰干电池在放电时总反应方程式可表示为Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O3(s)2NH3H2O。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是()AZn B碳CMnO2和NH DZn2和NH

17、32人造地球卫星用到一种高能电池银锌蓄电池，其电池电极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O，Ag2OH2O2e=2Ag2OH。据此判断氧化银是()A负极，并被氧化 B正极，并被还原C负极，并被还原 D正极，并被氧化32009年奔驰和宝马汽车公司推出锂电池混合动力车。该锂电池具有高能量、寿命长、可靠性高等优点，即使是在非常低的温度下作业也能有出色的表现。某种锂电池的总反应为LiMnO2=LiMnO2，下列说法不正确的是()ALi是负极，电极反应为Lie=LiBLi是正极，电极反应为Lie=LiCMnO2是正极，电极反应为MnO2e=MnOD锂电池是一种环保型电池知识点二燃料电池4燃料电池是燃料(如

18、CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是()A负极反应式：O22H2O4e=4OHB负极反应式：CH48OH8e=CO26H2OC随着放电的进行，溶液中的氢氧根离子浓度不变D放电时溶液中的阴离子向负极移动5科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池的负极反应为()AH22OH2e=2H2OBO24H4e=2H2OCH22e=2HDO22H2O4e=4OH练基础落实1下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电

19、池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极2日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn2e=Zn2，2NH2e=2NH3H2(NH3与Zn2能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()锌为正极，石墨为负极锌为负极，石墨为正极工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器A B C D3燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下

20、列叙述不正确的是()Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应方程式为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源4铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O下列结论正确的是()APb为正极被氧化BSO只向PbO2极移动C电解质溶液密度不断减小D溶液的pH值不断减小5.根据反应：2AgCu=Cu22Ag，设计如右图所示原电池，下列说法错误的是()AX可以是银或石墨BY是硫酸铜溶液C电子从铜电极经外电路流向X电极DX极上的电极反应式为Age=Ag6下图是一种航天器能量储存

21、系统原理示意图。下列说法正确的是()A该系统中只存在3种形式的能量转化B装置Y中负极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化练方法技巧化学电源中的计算技巧7以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()A锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气D电解质溶液pH不变8碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液

22、，电池总反应式为ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2下列说法中，错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g题号12345678答案练综合拓展9利用生活中或实验中常见的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe2H=Fe2H2。(2)实验原理：电极(_、_)、_、_、稀硫酸、耳机(或者电流计)。(请在空格中填写所缺的实验用品)(3)实验装置(如右图)。(4)原电池设计及注

23、意的问题：按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为_，在耳机中又由_转化为声音这种能量。如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的_极，电极反应是_，发生了_反应。10人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏

24、器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2。工作时电流从_极流向_极(填“Ag2O”或“Zn”)。电极反应式：正极_，负极：_。工作时电池正极区的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H2NiO(OH) 放电充电Ni(OH)2。电池放电时，负极是_，负极的电极反应式为_，

25、正极的电极反应式为_，正极附近溶液的pH如何变化？_。第2课时发展中的化学电源基础落实一、1原电池2负正AB3还原剂氧化氧化剂Cu2e=Cu22Ag2e=2Ag4化学电二、1锌铜帽的石墨棒NH4ClZn2e=Zn22二次电池负极正极稀硫酸CdNiO(OH)KOH3H2O2H2O反应物燃料氧化剂(1)2H24e=4HO24e4H=2H2O(2)2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH对点训练1C2.B3.B4D与一般原电池工作原理相似，电解质溶液中阴离子向负极移动。5C由题意可知，该电池实际上是氢氧燃料电池，以氧气(空气)为氧化剂与氢气发生氧化还原反应来产生电流，总反应式为2H2O2=2H2O，负极是氢气，发生氧化反应，正极是氧气，发生还原反应；该反应在酸性介质(磷酸为电解质)中进行，所以负极反应为H22e=2H，正极反应为O24H4e=2H2O，C项正确，其余不正确。课后作业1B锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2，故作为负极，D项正确。2D由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池的形成条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断