2023届高三化学二轮复习 化学反应与电能专题复习 课件

化学反应与电能专题复习 利用手持技术测定Zn-Cu原电池的电能转换效率 Ａ 组实验 将温度传感器插入溶液正中央，点击“开 始”按钮。等待15s，待温度传感器显示的 温度读数和曲线稳定 后，将未连接电流传 感器的锌片和铜片放入稀硫酸中，放置在温 度传感器两侧，与温度传感器相距1.0cm。500s后停止收集数据，保存数据。称量实验 后剩余锌片的质量m后 ，计算实验数据。因 铜片在反应中可能会吸热，故Ａ组实验放入铜片，以便实验数据可以和Ｂ组实验作比较。 Ｂ组实验 将锌片和铜片与电流传感器连接好，形成闭合回路，其余实验操作与 Ａ 组实验相同。 利用手持技术测定Zn-Cu原电池的电能转换效率 (1)电能转化的反映 用电流传感器测量实验中电流的变化情况，使用采集到的电流数据和锌片质量变化值 Δm，计算原电池由化学能转化为电能的效率η。 计算方法： 1mol元电荷的电荷量为法拉第常数96500C/mol。对于化学反应Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑，每1molZn被氧化为Zn2+，转移的电荷量Q=2F。由锌片质量变化值 Δｍ可知锌片物质的量ｎ,则理论转移的电荷量为QZn=2nF。 因为电流是单位时间里通过导体任一横截面的电荷量，所以一定时间内通过导体任一横截面的电荷量可以用Q测= 来计算。用软件的积分功能处理电流传感器采集到的电流数据，得到实际实验中通过导线的电荷量 Ｑ测 。原电池化学能转化为电能的效率η=Q测/QZn。 以实验1B为例，经计算，理论转移电荷量QZn=37.406C，实际转移电荷量Q测，该原电池化学能转化为电能的效率η=40.53%。 用同样方法可以计算出实验2B，3B，4B中原电池化学能转化为电能的效率η，分别为39.06％，36.85％，34.65％。 利用手持技术测定Zn-Cu原电池的电能转换效率 利用手持技术测定Zn-Cu原电池的电能转换效率 (2)热能转化的反映 用温度传感器测量实验前后溶液温度ｔ前 ，ｔ后 ，计算温度变化值 Δｔ，可以判断实 验过程是否存在热能转化。用电子天平测量实验前后锌片质量ｍ前,ｍ后,计算质量变化值 Δｍ、消耗单位质量锌片的温度变化值 Δｔ／Δｍ，可以比较不同实验过程中热能转化程度的差异。 利用手持技术测定Zn-Cu原电池的电能转换效率 利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差，由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同，从而产生不同的电势。 浓差电池 1.电极浓差电池 由两个材料相同但浓度不同的金属电极或气压不同的气体电极构成，电解质溶液中相应离子的浓度相同。 (1)气体电极构成的浓差电池两个负载有不同压力的氢气的Pt片插入一定浓度的酸性介质中构成的浓差电池: (2)金属汞齐电极构成的浓差申池两个浓度不同的金属钠汞齐材料插入一定熔融Na+中也构成的浓差电池: 1.电极浓差电池 浓差电池 Na(a%)-Hg ▏Na(熔融) ▏Na(b%)一Hg (a>b) 浓差电池 2.电解质浓差电池 电解质浓差电池由两个材料相同的金属或金属微溶盐，插入浓度不同的相同电解质溶液中构成。 (1)金属电极构成的电解质浓差电池 Ag ▏AgNO3(a1) ▏ ▏AgNO3(a2) ▏Ag (2)金属微溶电极构成的电解质浓差电池 浓差电池 2.电解质浓差电池 Ag，AgCl(s) ▏HCl(a1) ▏ ▏HCl(a2) ▏AgCl(s)，Ag B　 1.近日，某科研团队研制设计了一种高性能碱性阴离子交换膜直接氨燃料电池(DAFC)，其工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．电极A为负极，发生氧化反应 B．电流方向：电极B→灯泡→电极A→电极B C．电极B的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O== 4OH－ D．若交换膜中通过0.3molOH－，A电极区消耗2.24LNH3 D　 2.基于硫化学的金属硫电池是有望替代当前锂离子电池技术、满足人类社会快速增长的能源需求，该电池的结构及原理如图所示。 下列有关叙述正确的是 A．该电池可采用含K＋的水溶液或有机物为电解质溶液 B．放电时，电子的移动方向：电极a→电极b→隔膜→电极a C．充电时，正极区可能发生的反应有xK2S3－(2x－6)e－===== 3Sx2-＋2xK＋ D．充电时，电路中转移2 mole－时，负极质量减重78 g C　 3.一种微生物－光电化学复合系统可高效实现固定CO2并生成CH4，其原理如图所示。双极隔膜可向两极室分别提供H＋和OH－。 下列有关说法错误的是 A．a电极为负极，发生氧化反应 B．b电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－===== CH4＋2