6.1.2化学反应与电能 讲义【新教材】2020-2021学年高一化学(人教版（2019）必修二,机构用).docx

1、高中化学人教版（2019）必修第二册【6.1.2化学反应与电能】【学习要点】原电池的构成及工作原理/原电池原理的应用/原电池的设计/常见化学电源【知识梳理】1.原电池原理（1） 原电池原理电子流向：负极正极（外电路导线）电流流向：正极负极（外电路导线）离子流向：阴离子负极，阳离子正极（2） 原电池：利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。化学能电能（3） 原电池的构成条件活泼性不同的两个电极，一般活泼金属作负极。有电解质溶液或熔融的电解质。必须形成闭合回路，即“两级”“一液”连成闭合回路。（4） 原电池正极、负极的判断正极：较不活泼、流入电子、发生还原反应、阳离子移向负极：较活泼金属、流出电

2、子、发生氧化反应、阴离子移向2.简易电池的设计与制作设计思路实例能自发进行的氧化还原反应把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，由此确定电极反应。负极（氧化反应）：正极（还原反应）：确定电极材料和电解质溶液负极：正极：活泼性比弱的金属（如）或石墨；电解质溶液：稀硫酸3.生活中的电池（1） 一次电池锌锰干电池石墨棒作正极；氯化铵作电解质溶液；锌筒作负极，。放电后不能充电，属于一次电池。（2） 二次电池充电电池二次电池：化学能电能常见二次电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。【典例分析】例1.原电池是能将化学能转化为电能的装置。以锌-铜原电池为例图示如下： 该电池Zn极是电池的_（填“

3、正极”或“负极“），电子从_流出（填“Zn极”或“Cu极”），Cu极上的电极反应式是_。【答案】 负极；Zn极；2H+2e=H2 【解析】在该原电池中，金属活动性较强的Zn做负极；在原电池中，电子由负极流向正极，因此电子从“Zn极”流出；Cu电极为原电池的正极，电解质溶液中的H+在铜电极上发生得电子的还原反应，生成H2 ， 该电极反应式为：2H+2e-=H2；例2.某原电池装置如图所示，电池总反应为 2Ag+Cl22AgCl。 （1）写出该电池工作时的两极反应：负极：_；正极：_。 （2）当电路中转移amole时，交换膜左侧溶液中约减少_mol离子；交换膜右侧溶液c（HCl）_（填“”“”或“

4、”）1molL-1（忽略溶液体积变化）。 【答案】 （1）2Ag2e+2Cl2AgCl；Cl2+2e2Cl（2）2a； 【解析】（1）原电池总反应为2Ag+Cl22AgCl，则反应中银化合价升高、发生氧化反应，氯气中的氯元素化合价降低、发生还原反应，所以银作原电池负极，Pt作原电池的正极，装置左侧即负极电极反应式为Age+ClAgCl，正极电极反应式为Cl2+2e2Cl ， 结合电子守恒写出电极反应式：负极电极反应式为2Ag2e+2Cl2AgCl，正极电极反应式为Cl2+2e2Cl ， 故答案为：2Ag2e+2Cl2AgCl；Cl2+2e2Cl；（2）负极电极反应式为Age+ClAgCl，原电

5、池工作时，电路中转移amole ， 则负极消耗amolCl ， 形成闭合回路移向正极的n（H+）amol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2amol离子；正极区电极反应为Cl2+2e2Cl ， 生成n（HCl）amol，所以交换膜右侧溶液c（HCl）增大，即交换膜右侧溶液 c（HCl）1mol/L，故答案为：2a；。 【能力提升】1.如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素CO(NH2)2的化学能直接转化为电能，并生成对环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是（ ） A.铁电极应与Y相连接B.H+透过质子交换膜由右向左移动C.乙装置在通电过程中Cu2+浓度在减小D.

6、M电极反应式：H2NCONH2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+2.为获得电能，某实验小组设计了如下装置，若向容器中加入 可以使装置中电流计的指针发生偏转。( ) A.汽油B.食醋C.蔗糖溶液D.纯水3.下列我国科技创新的产品设备在工作时有化学能转变成电能的是( ) A.长征5号火箭使用的液氧煤油发动机B.北斗导航卫星的太阳能电池板C.位于江苏的海上风力发电厂D.世界首部可折叠柔屏手机4.下列能量的转化过程中，由化学能转化为电能的是（ ） ABCD水力发电风力发电铅蓄电池放电太阳能发电A.A B.B C.C D.D5.下图是利用乙烯催化氧化制备乙醛同时能获得电能的一种装置，其电池总反应为：

7、2CH2CH2O22CH3CHO。下列说法错误的是( ) A.该电池可将化学能转化为电能B.正极区溶液的pH增大C.负极反应式为CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+D.每有0.1 mol O2反应，则溶液中迁移0.4 mol e-【参考答案】1.【答案】 D 【解析】A铁上镀铜，则铁为阴极应与负极X相连，铜为阳极应与正极Y相连，故A不符合题意； BM是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，故B不符合题意；C乙装置为电镀池，阳极溶解的Cu和阴极析出的Cu等物质的量，即乙装置在通电过程中Cu2+浓度不变，故C不符合题意；DH2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应

8、，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-CO2+N2+6H+ ， 故D符合题意；故答案为：D。2.【答案】 B 【解析】原电池的构成必要条件有电解质溶液和能发生自发的氧化还原反应等，其中汽油是烃类等非电解质组成的混合物，蔗糖也是非电解质。纯水是极弱的电解质，导电能力极弱，电流计不会明显偏转。所以，只有食醋，即醋酸的水溶液是电解质溶液且能够发生自发的氧化还原反应，B符合题意。 故答案为：B 3.【答案】 D 【解析】A.液氧煤油发动机能将化学能转变为动能，没有将化学能转变为电能，故A不符合题意； B.太阳能电池板将太阳能转变为电能，没有将化学能转变为电能，故B不符合

9、题意；C.风力发电厂将风能转变为电能，没有将化学能转变为电能，故C不符合题意；D.手机电池将化学能转变为电能，实现了能量之间的转化，故D符合题意；故答案为：D。4.【答案】 C 【解析】A.水力发电是将重力势能转化为电能，故A不符合题意； B.风力发电是将风能转化为电能，故B不符合题意；C.蓄电池放电是利用化学反应产生能量，是将化学能转化为电能，故C符合题意；D. 太阳能发电是将太阳能转化为电能，故D不符合题意；故答案为：C。5.【答案】 D 【解析】A根据分析，该装置为原电池，原电池工作时，将化学能转化为电能，故A不符合题意； B根据分析，正极发生还原反应，电极方程式为O2+4H+4e2H2O，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，故B不符合题意；C负极发生氧化反应，电极方程式为CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+ ， 故C不符合题意；D由正极电极方程式O2+4H+4e2H2O可知，每有0.1molO2反应，则迁移H+0.4mol电子，但电子不能通过溶液，所以溶液中无电子迁移，故D符合题意；故答案为：D。