1、化 学 必修 人教版新课标导学第二章 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1 新课情境呈现 2 课前新知预习 3 预习自我检测 4 课堂探究研析 5 学科核心素养 6 课堂达标验收 7 课时作业 返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 新课情境呈现返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 从前在伦敦上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来，她又因为车祸掉了一颗牙，为了显示她的富有，她装了一颗黄金假牙。自此以后，她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是，众多的医学专家为她检查后，都找不到病因，这位夫人整日感到精神
2、萎靡，找遍各大医院会诊也不见效果。格林太太的病因到底是什么呢？原来这种病态与车祸有关：“车祸假牙病症”。两颗假牙为活泼性不同的金属，与唾液中的电解质接触，会产生电流从而刺激神经使格林太太头痛。那么，为何会产生电流呢？返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 课前新知预习返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 一、一次能源和二次能源点拨：电能是当今社会应用最广泛的二次能源。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 热能 二、化学能转化为电能1化学能间接转化为电能火力发电(1)过程：化学能燃烧 _蒸汽 机械能发电机 电能(2)关键：燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键
3、。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 2化学能直接转化为电能原电池(1)实验探究返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 无气泡 装置实验现象实验结论铜片上_铜与稀硫酸_锌片上_锌与稀硫酸_铜片上_,_锌片_，电流表指针_该装置将_转化为_不反应 有气泡 反应 有气泡 溶解 偏转 化学能 电能 返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版(2)原电池定义：将化学能转变为_的装置。工作原理(以铜锌稀硫酸原电池为例)：电能 电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极_铜正极_总电极离子反应式_失电子Zn2e=Zn2氧化反应得电子2H2e=H2 还原反应Zn2H=Zn2H2
4、 点拨：原电池反应的本质是一个自发的放热的氧化还原反应。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 预习自我检测返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 1能源可分为一次能源和二次能源。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水力是一次能源解析：自然界中存在的能源为一次能源，如煤、石油、天然气、水力等，电能是二次能源，D项正确。D返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 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
5、反应中会有电子的转移解析：电子的定向移动形成电流，氧化还原反应中有电子的转移，D项正确。D返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 C 3下列装置中，能构成原电池的是()A只有甲B只有乙C只有丙D除乙均可以返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 解析：构成原电池的条件是：活泼性不同的两电极，两电极插入电解质溶液，用导线连接形成闭合回路，能发生自发的氧化还原反应，只有丙符号，选C。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 4(2019三门峡期中)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
6、正极C是化学能转变为电能的装置D导线中有电流通过，电流方向是由M到N解析：据题意知，此装置为原电池，M端为负极，N端为正极，有H2生成，是化学能转化为电能的装置，电流由N到M，选D。D返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 5(2019珠海高一期末)有 A、B、C、D 四种金属，当 A、B 组成原电池时，电子流动方向 AB；当 A、D 组成原电池时，A 为正极；B 与 C 构成原电池时，电极反应式为 C22e=C，B2e=B2，则 A、B、C、D 金属性由强到弱的顺序为()AABCD BABDCCDABC DDCABC 返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 解析：A、B组成原
7、电池时，电子流动方向AB，金属性AB；A、D组成原电池时，A为正极，金属活动性DA；B、C构成原电池时，据电极反应，金属活动性BC，综上述得金属活动性DABC，选C。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 6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解析：在原电池中比较活泼的金属为负极，发生氧化反应，A正确，C错误；原电池中电流的方向由正极到负极，电子的方向由负极到正极，B、D正确。C返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 课堂探究研析返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 知识点1
8、 原电池的工作原理问题探究：1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，电流是如何形成的？2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？返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 探究提示：1.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，SO24 移向锌片，阴阳离子定向移动形成电流。2将稀硫酸换作硫酸铜溶液，也可以形成原电池，产生电流。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。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修
9、 人教版 知识归纳总结：1原电池的构成条件“两极一液一线一反应”(1)两极两种活泼性不同的金属(或一种为能导电的非金属)。(2)一液电解质溶液。(3)一线形成闭合回路。(4)一反应能自发进行的氧化还原反应。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 2原电池工作原理：(1)装置示意图：返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版(2)工作原理(以铜、锌、稀硫酸原电池为例)知识要点实例电极构成负极：还原性相对较强的金属正极：还原性相对较弱的金属或导电非金属锌板负极铜板正极电极反应负极：失去电子，氧化反应正极：得到电子，还原反应负极：Zn2e=Zn2正极：2H2e=H2返回导航第二章 化学反
10、应与能量化学必修 人教版 知识要点实例电子流向、电流方向外电路：电子由负极流向正极，电流方向相反；内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极外电路：电子由锌板经导线流向铜板内电路：SO24 移向锌板(负极)；Zn2移向铜板(正极)电极反应式与总反应式的关系 两个电极反应式相加，即得总反应式负极：Zn2e=Zn2正极：2H2e=H2总反应式：Zn2H=Zn2H2返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 3.原电池正负极的判断方法：返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 点拨：(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可
11、能参与反应，也可能不参与反应。(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液性质。如 MgAlHCl 溶液构成的原电池中，负极为 Mg；但是 MgAlNaOH溶液构成的原电池中，负极为 Al，正极为 Mg。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下，其中描述合理的是()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：从Zn经外电路流向Cu。Cu极上有H2产生。Zn极上发生
12、氧化反应。正极的电极反应式为Zn2e=Zn2A BCD典例 1B返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版【延伸探究】(1)该电池中电流的方向，是从_电极(填材料名称，下同)经外电路流向_电极。(2)该电池中，每有1 mol电子流过导线，负极减少_g，正极产生_ mol H2。铜锌32.5 0.5 解析：在该原电池中，Zn 比 Cu 活泼，故 Zn 作负极，发生氧化反应；Cu 作正极，电子由 Zn 流出经导线流向 Cu，负极反应为 Zn2e=Zn2，正极反应为 2H2e=H2，在溶液中 H向正极移动，SO24 向负极移动。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版【延伸探究】(1)电流
13、的方向和电子移动的方向相反。(2)根据负极电极反应 Zn2e=Zn2，故每转移 1 mol 电子时，Zn 溶解 0.5 mol，质量为 32.5 g。正极反应为2H2e=H2，故每转移 1 mol 电子时，产生 H2 0.5 mol。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 变式训练1如图所示电流计的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()AB极为原电池的正极BA、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸CC中阳离子向A极移动DA极发生氧化反应C解析：由题意知，A 为原电池负极，发生氧化反应，B 为正极，溶液中阳离子向正极移动，C 项错误。返回导航第
14、二章 化学反应与能量化学必修 人教版 知识点2 原电池原理的应用问题探究：1NaOHHCl=NaClH2O，能利用这个反应设计成原电池吗？为什么？2锌与稀硫酸反应制 H2 时向溶液中加少量 CuSO4后，为什么反应速率加快？返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 探究提示：1.不能。因为该反应不是氧化还原反应。2锌置换出的铜附着在锌上，铜、锌、稀硫酸构成原电池。知识归纳总结：1加快氧化还原反应的速率：(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。(2)实例：实验室用 Zn 和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电
15、池，加快反应速率。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 2比较金属活泼性强弱：(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。(2)实例：有两种金属 A 和 B，用导线连接后插入稀硫酸中，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 AB。3设计原电池：(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版(2)选择合适的材料。电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金
16、属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。(3)实例以FeCuSO4=FeSO4Cu为例返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 典例 2Cu 理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu2Ag=2AgCu2”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：(1)该电池的负极材料是_，发生_反应(填“氧化”或“还原”)，电解质溶液是_。(2)正极上出现的现象是_。(3)若导线上转移电子 1 mol，则生成银_g。氧化AgNO3溶液碳棒上出现银白色物质108 返回导航
17、第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 解析：(1)根据电池的总反应，可知负极一般是失电子的物质，所以负极材料应该是铜，发生氧化反应，电解质溶液是一种可溶性的银盐溶液，所以是 AgNO3溶液。(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质，所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。(3)当导线上转移 1 mol 电子的时候，正极上会析出 1 mol 银单质，所以正极上生成的银的质量是 108 g。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 变式训练 2(2019湛江高一三月考)根据下列事实：AB2=A2B；D2H2O=D(OH)2H2；以 B、E 为电极与 E 的盐溶液组成原电池，电极反应为
18、 E22e=E，B2e=B2。由此可知 A2、B2、D2、E2的氧化性强弱关系是()AD2A2B2E2BA2B2D2E2CD2E2A2B2DE2B2A2D2D 返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 解析：A 可置换 B，D 能置换水中氢，金属活动性 DAB，由 B、E 组成的原电池反应知金属活动性 BE，则金属活动性 DABE，金属活动性强的对应阳离子氧化性弱，则氧化性 E2B2A2D2，选 D。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 核心科学素养返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 原电池正、负极的判断方法1根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活动性较强的金属
19、做负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属做正极。2根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。3根据原电池的电解质溶液中离子的定向移动方向判断：原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。4根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应。5根据现象判断：一般地，溶解的一极为负极，增重、不变或有气泡产生的一极为正极。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 即时训练(2019昌乐二中高一月考)如图为锌、铜水果电池装置示意图，下列说法正确的是()A铜片为负极，发生还原反应B锌片上发生还原反应：Zn2e=Zn2C该装置将电能转变为化学能D电子由锌片沿导线流向铜极D返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子由负极经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，A 错误；锌片是负极，发生氧化反应：Zn2e=Zn2，B 错误；该装置是原电池，将化学能转变为电能，C 错误；电子由负极锌片沿导线流向正极铜极，D 正确。返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 课堂达标验收返回导航第二章 化学反应与能量化学必修 人教版 课 时 作 业