第六章 第1节 第2课时 化学反应与电能（Word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

第2课时　化学反应与电能 课程标准 课标解读 1．知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，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．初步认识原电池的概念、原理和构成条件。 2．学会从电子转移角度理解化学能转化为电能的本质。 3．认识化学能转化为电能对现代化的重大意义 [对应学生用书P41] 知识点一 化学反应与电能 1．火力发电 化学能热能机械能电能 2．原电池实验 装置 现象 锌片逐渐溶解，锌片上有气泡产生 锌片逐渐溶解，铜片上有气泡产生，而且产生气泡速率明显加快，电流表指针发生偏转 结论 第二个装置中有电流产生 (1)概念：将化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件 3．原电池原理 (1)原电池电极 在原电池中，电子流出的一极是负极(如锌片)，电子流入的一极是正极(如铜片)。 (2)粒子流向 ①电子：负极→正极； ②电流：正极→负极→正极； ③离子：阳离子→正极，阴离子→负极。 (3)电极反应 ①负极：发生氧化反应，即Zn－2e－===Zn2＋； ②正极：发生还原反应，即2H＋＋2e－===H2↑。 (4)电池反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 电子流向和电流方向 1．下列装置能否形成原电池？其理由是什么？ 答案：都不能。第一个没有形成闭合回路；第二个两个电极活泼性相同；第三个没有电解质溶液(乙醇是非电解质)。 2．反应CaO＋H2O===Ca(OH)2是一个放热反应，能否根据该反应来设计原电池？为什么？ 答案：不能。该反应虽是一个放热反应，但不是氧化还原反应，构成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应。 3．做原电池两极的材料必须具备哪些特点？ 答案：首先必须能导电，如金属材料、石墨等；其次，若两极都是金属，则活泼性必须不同，且一般负极材料和电解质溶液能发生化学反应。 知识点二 化学电源 1．制造原理：原电池原理。 2．分类 (1)一次电池：放电之后不能充电的电池。 (2)二次电池：放电之后能充电的电池。 ①放电：化学能转化为电能； ②充电：电能转化为化学能。 (3)燃料电池：将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。 ①负极：燃料(如氢气、甲烷、乙醇)； ②正极：氧化剂(如氧气)； ③特点：清洁、安全、高效。 3．锌锰干电池 (1)正极：石墨棒，二氧化锰不断被还原。 (2)负极：锌筒。 (3)电解质溶液：氯化铵糊。 充电电池(二次电池) 4．锌锰干电池的负极反应式是什么？ 答案：Zn－2e－===Zn2＋ 5．氢氧燃料电池的总反应式为：O2＋2H2===2H2O，则在氢氧燃料电池中能否产生淡蓝色火焰？为什么？ 答案：不能。氢气在氧气中燃烧会产生淡蓝色火焰。而在氢氧燃料电池中，氢气在负极发生反应，氧气在正极发生反应，二者不接触，不能产生淡蓝色火焰。 1.四条件： (1)两个活泼性不同的电极。 (2)电解质溶液。 (3)两电极用导线相连，形成闭合回路。 (4)自发的氧化还原反应。 2．三方向： (1)电子：由负极经导线流向正极。 (2)电流：由正极经导线流向负极。 (3)离子：阴离子移向负极，阳离子移向正极。 3．三反应(铜锌原电池) (1)负极(锌)：Zn－2e－===Zn2＋。 (2)正极(铜)：2H＋＋2e－===H2↑。 (3)总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 [对应学生用书P42] 探究一　原电池原理及正、负极的判断 ►情境探究 如图所示，将铜片、锌片分别插入苹果(或马铃薯)中，用导线将铜片、锌片和电流表相连，会看到电流表有明显的示数。 [素材解读] ① 水果中含有大量的有机电解质溶液(如苹果酸) ② 两金属片要是活泼性强弱相差较大的金属片 [问题设计] (1)电流表为什么有明显的示数？ (2)若将铜片、锌片都换成锌片，电流表还有示数吗？为什么？ 答案：(1)电流表有明显的示数，说明有电流产生，形成了原电池。 (2)没有。因为两个电极活泼性相同，不能形成原电池，没有电流产生。 ►核心归纳 1．原电池的工作原理 2．原电池的判断方法 3．原电池正、负极的判断方法 原电池电极的判断 原电池正、负极的判断不仅要看两极活泼性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。如Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓硝酸中钝化后比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。 ►跟踪训练 1．近年来电池研发领域涌现出的纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大的突破，下图为纸电池的结构示意图。据此，现在用氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜，用铜片分别与锌片和另一种银白色金属片，先后制作了两个简易电池。在用电流表测试这两个电池时，发现电