第6章 第1节 第2课时 化学反应与电能（Word教参）-【优化指导】2020-2021学年新教材高中化学必修第二册(人教版)

第2课时　化学反应与电能 课程内容标准 学业质量水平 1．知道化学反应可以实现化学能与其他形式能量的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 2．从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 1．认识化学变化的多样性和复杂性，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。(水平2) 2．能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。(水平2) 一、化学能转化为电能 1．化学能间接转化为电能 (1)火力发电 通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。 (2)火力发电过程中的能量转化过程： 化学能eq \o(――→,\s\up7(燃料燃烧),\s\do5(　　))热能eq \o(――→,\s\up7(蒸汽轮机),\s\do5(　))机械能eq \o(――→,\s\up7(发电机),\s\do5(　))电能 2．化学能直接转化为电能 (1)原电池 ①将化学能转化为电能的装置叫做原电池。原电池反应的本质是氧化还原反应。 ②在原电池中，电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。 (2)原电池的工作原理(以Cu、Zn、稀硫酸形成的原电池为例) ①锌片：发生氧化反应，转变成Zn2＋而进入溶液。电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。 ②铜片：电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片获得电子，发生还原反应，转变成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出。电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。 ③电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 ④启示：通过特定的装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，可以使氧化还原反应中转移的电子通过导体发生定向移动，形成电流，从而实现化学能向电能的转化。 二、常见的化学电源 1．化学电源的分类 化学电源可分为一次电池、二次电池等。 ①一次电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。 ②二次电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。 2．酸性锌锰干电池 (1)锌锰干电池构造示意图 (2)原理 石墨棒作正极，锌筒作负极，氯化铵糊作电解质溶液。在使用过程中，电子由锌筒流向石墨棒，锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。 3．铅酸蓄电池 (1)构造 负极材料是铅(Pb)，正极材料是(PbO2)，电解质溶液是稀硫酸。 (2)放电时的电池总反应式 Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O 4．燃料电池 将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。'当氢气为燃料时，产物为水；当甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。 1．巧判断(对的画“√”，错的画“×”) (1)原电池是一种将电能转化为化学能的装置(　×　) (2)铜片和锌片用导线连接插入稀硫酸中，锌片表面产生大量气泡(　×　) (3)原电池中，电子由负极经导线流向正极(　√　) (4)原电池的电解质溶液中，阳离子移向负极，阴离子移向正极(　×　) (5)盐酸与NaOH溶液反应放出热量，故可利用此反应设计原电池(　×　) 2．下列各图所示装置属于原电池的是(　　) A．①②　　 B．③④　　　 C．⑤　　 D．③⑤ C　[①中只有金属Zn，缺少另一种电极材料，错误；②中Zn和Cu未用导线连接，也未接触，不能形成原电池，错误；③中酒精是非电解质，不能导电，不能形成原电池，错误；④中两个电极都是Cu，不能形成原电池，错误；⑤中Fe和Cu用导线连接，插入稀硫酸中形成原电池，正确。] 3．(2019·湖南学业水平测试)下图为某原电池装置示意图，下列说法正确的是(　　) A．Zn为负极 B．溶液中H＋浓度不变 C．Cu片上发生氧化反应 D．电子流向：Cu→导线→Zn A　[Zn片和Cu片用导线相连，插入稀硫酸中形成原电池，Zn比Cu活泼，则Zn为负极，A正确；Cu片是正极，H＋在正极发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑，反应消耗H＋，故溶液中H＋浓度减小，B、C均错误；原电池中，电子由负极流向正极，则电子流向为Zn→导线→Cu，D错误。] 4．(教材改编题)下列关于如图所示装置的叙述正确的是(　　) A．锌是正极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ B．氢离子在铜片表面被还原，产生气泡 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．溶液中SOeq \o\al(2－,4)离子向铜片移动 B　[锌片和铜片用导线连接，插入稀硫酸中形成原电池，Zn比Cu活泼，则锌是负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A错误；铜片是正极，H＋在铜片表面被还原，电极反应式