第6章　第1节　第2课时　化学反应与电能-(教师用书word)【提分教练】2022-2023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 学习任务目标 1．能列举出化学能转化为电能的实例，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。 2．能通过原电池的学习，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 1．反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu属于氧化还原反应，Zn失去电子，发生氧化反应；Cu2＋得到电子，发生还原反应。 2．氢气在氧气中燃烧生成水，其能量变化为化学能转化为热能，反应中H2失去电子，被氧化，H2为还原剂；O2得到电子，被还原，O2为氧化剂。 3．最早使用的化学电池是锌锰电池，它属于一次电池，放完电后不能再使用。手机使用的锂电池是二次电池，可重复充电使用。 一、化学能转化为电能 1．电能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，又称电力。我们日常使用的电能主要来自火力发电。 2．火力发电是通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。此过程中的能量转化如下： 化学能热能机械能电能 3．化学能转化为电能的关键是燃烧(氧化还原反应)。氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起旧键的断裂和新键的形成，同时伴随着能量变化。 二、化学能转化为电能的装置——原电池 1．“Cu­Zn”原电池 实验装置 现象 铜片 有气泡产生 锌片 不断溶解 电流表 指针发生偏转 2．原电池 将化学能转化为电能的装置是原电池。最早的化学电源就是根据原电池设计而成的。 三、化学电源 1．一次电池 (1)特点：放电后不能再充电。 (2)锌锰干电池 负极：锌筒，正极：石墨棒，电解质：NH4Cl。 2．充电电池——二次电池 (1)特点：在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。 (2)类型：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 3．燃料电池 (1)原理：利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。 (2)与其他电池的差别：反应物不储存在电池内部，而是从外部提供，电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)原电池是一种将电能转化为化学能的装置。 (　×　) (2)原电池中负极失去电子发生氧化反应。 (　√　) (3)用导线连接的铜片和锌片插入稀硫酸中，锌片上有大量气泡产生。 (　×　) (4)手机上用的锂离子电池属于二次电池。 (　√　) (5)甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，发生还原反应。 (　×　) (6)废旧电池需回收集中处理是为了利用电池外壳的金属材料。 (　×　) 2．下列关于原电池的叙述正确的是(　B　) A．任何化学反应，均可以设计成原电池 B．原电池是把化学能直接转化成电能的装置 C．原电池的两极必须都是金属 D．原电池都可以提供持续稳定的电流，应用十分广泛 3．金属镁和铝设计成如图所示的原电池。下列说法正确的是(　　) A．铝作该原电池的负极 B．溶液中SO向Al极移动 C．Mg电极的电极反应为2H＋－2e－===H2↑ D．电流方向为Al→→Mg D　解析：Mg比Al活泼，且Mg能与硫酸反应，因此Mg为负极，Al为正极，故A错误；根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即SO向Mg极移动，故B错误；根据上述分析，Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，故C错误；电流方向是正电荷定向移动方向，从正极流出，因此电流方向是Al→→Mg，故D正确。 4．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。 (1)该电池的负极是________，负极反应是________________________。 (2)正极现象是________________________________________。 (3)放电时OH－向________(填“正极”或“负极”)移动。 解析：金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应为Li－e－===Li＋，LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性：H＋>Li＋，因此正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，正极产生无色气体；在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH－向负极移动。 答案：(1)锂　Li－e－===Li＋　(2)有无色气体产生　(3)负极 原电池的工作原理及应用 近年来野外生存的真人秀节目在各大卫视频繁播放。某节目中野外生存达人用一个柠檬、一排铜钉和一排锌钉制作的水果电池用于野外生火。 某同学感到好奇自己也制作了一个这样的“超级柠檬电池”。 探究1：若用铁片代替锌