6.1.2 化学能与电能-【优质讲义】2022-2023学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

第一节 化学反应与能量变化 第2课时 化学能与电能 学习目标 核心素养 宏观辨识与微观探析 1．初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用 2．通过对原电池实验的探究，从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质。 科学态度与社会责任 根据原电池原理，培养学生的动手能力与科学态度。 预习导学 一、化学能与电能的相互转化 1．间接转化：在我国发电总量构成上，火力发电居首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为化学能________能________能________能。 2．直接转化——原电池 (1)原电池是将________能转变为 能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流。可见原电池反应的本质是氧化还原反应。 (2)在铜锌原电池中，锌易________电子被 成Zn2＋进入溶液，电子由________片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片端获得电子被还原成________，再结合成氢分子从________片上逸出。锌片上的反应为________，铜片上的反应为________。 二、化学电池 1、锌锰干电池 最早使用的化学电池是________电池，它是一种一次电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应是不可逆的)，在使用过程中，锌作________极，会逐渐溶解：Zn－2e－===Zn2＋，锌外壳逐渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀；后来人们采用在外壳口套上防腐金属筒或塑料筒的方法改造成了防漏电池。 2、充电电池 充电电池又称________电池，它在放电时进行氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。使用最多的充电电池是________电池。 重难突破重点1 原电池的构成条件及工作原理 1．原电池的构成条件： (1)具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和能导电的非金属)。 (2)电极材料与电解质溶液接触。 (3)组成闭合回路。 2．原电池的工作原理：较活泼金属发生氧化反应，电子由较活泼金属通过导线流入不活泼金属，溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。 3、注意事项： （1）自发进行的氧化还原反应，理论上可组成原电池。 （2）形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触。如下图： （3）形成原电池的条件是 【例1】在下图的8个装置中，属于原电池的是________。 重点2 原电池正负极的判断方法 1． 根据组成原电池两极的材料判断。 （1）对于金属──金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极。 （2）对于金属──非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等。 （3）对于金属──化合物电极，金属是负极，化合物是正极，如 2．根据电流或电子的流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子由负极流向正极。 3．根据原电池两极发生的反应来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。 4．根据现象判断。一般溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。 5、①原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数，遵循电子守恒。 ②原电池正负极的判断不仅要看两极活动性的相对强弱，还要看电解质溶液的种类。例如：Mg、Al为电极，若以H2SO4溶液为电解质溶液，则Mg为负极；若以NaOH溶液为电解质溶液，则Al为负极。 【例2】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 在此电池放电时，负极上发生反应的物质是 　A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn 重点3 原电池电极反应式的书写 1．书写要遵循的原则 原电池的电极反应均是氧化还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒，将两电极反应式合并得总反应式；已知一电极反应式和电池总反应式，则用电池总反应式减去该电极反应式，即得另一电极反应式；对于可充电电池的反应，要看清“充电、放电”的方向。放电的过程就是原电池的反应原理。 2．电极反应式的书写步骤 第一步：分析氧化还原反应，确定电极的正、负极及氧化剂、还原剂得失电子的数目。 第二步：注意电解质溶液的成分，对正极、负极反应产物的影响，可根据题意或化学方程式确定正、负极产物。 第三步：为保证电荷守恒、元素守恒、质量守恒，考虑溶液的酸碱性，可在电极反应式的一端根据需要添加H＋、OH－或H2O。将两个电极反应式合并起来，即可得到电池总反应式。 第四步：检查。①可将两个电极反应式合并起来看是否与电池总反应式相符，相符则对，不符则错。 ②要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。 【例3】右图为氢氧燃料电池的原理示意图，按照此图的提示，下列叙述中不正确的是(　　) A