6.1.2 化学反应与电能 （精讲）-2022-2023学年高一化学同步精讲+精练（人教版2019必修第二册）

新理念-新标准-新高度 新教材·新高考 6.1.2化学反应与电能 【学科核心素养】 1设计实验认识构成原电池的条件。 2理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正负极。 【知识讲解】 一、火力发电一化学能间接转化为电能 1.我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电。 2.火力发电的原理 首先通过化石燃料燃烧，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，然后带动发 电机发电。 3.能量转换过程 化学能燃料燃烧 蒸汽轮机 发电机 热能 机械能 能 例1燃煤发电是目前我国主要的火力发电形式，思考回答下列问题： (①)写出碳完全燃烧的化学方程式并用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目： (②)上述燃烧反应中发生氧化反应的是 ， 氧化剂是 (3)碳燃烧过程中化学能主要转变为 能和 能。 (④试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些？ 二、原电池一化学能直接转化为电能 1.实验探究 实验操作 实验现象 原因解释 反应的离子方程式：Zn十2H+ Zn片：锌片溶解， =Zn2++H21 表面产生无色气泡 Cu片表面无明显变化的原因： 稀HSO Cu片：无变化 铜排在金属活动性顺序表氢的后面， (1) 不能从酸溶液中置换出氢气 原创精品资源独家享有版权，侵权必究 _新理总-新标准-新高度新教初·新高专 2，原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置， 原电池的反应本质是氧化还原反应。 3.原电池的工作原理 (1)分析下图并填空 原电池总反应式：Zn+2H+—Zn^2++H_2↑。 (2)能量转化：化学能转变为电能。 4.原电池的构成条件 理论上，放热的氧化还原反应均可构成原电池。 装置条件：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。 (3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。 【方法技巧】原电池的判定方法 一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电 极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 例2.下列设备工作时，将化学能转化为电能的是() A_________B___c__p__ __________ 原创精品资源独家享有版权，侵权必究上 新理念-新标准-新高度 新教材·新高考 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 硅太阳能电池 三、设计原电池 1.依据 己知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化）， 氧化剂（电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。 2.实例 以Zn+H2SO4一ZnSO,+H2↑为例 /负极反应：Zn-2c=Zn2 电极反应 正极反应：2H+2eH a负极：Zn 电极材料及 b.正极：Cu或C(比Za的活动性 电解质溶液 弱的金属或导电的非金属) ©，电解质溶液：稀疏酸 装置图 稀疏酸 【方法技巧】用双线桥法书写电极反应式的步骤 (1)画双线桥： (3)写电极反应： (2)拆分： 上述氧化反应 画出已知氧化 将救线桥损 的半反应为货 还原反应的双 分成氧化反 线桥，标出电子 一权电极反应，还 应和还原反 转移的方向和 应两个半反 原反应的半反 应为正授电授 数目 应 反应 2水果简易电池的制作 (①)探究制作水果电池对电极材料的要求（按如图连接） (已知电流表的指针偏向电子流入的电极) 电极材料 水果 电流表偏转方向 电极名称 铁：负极 铁片、铜片 苹果 偏向铜片 银：正极 铁：正极 铁片、镁条 苹果 偏向铁片 镁：负极 原创精品资源独家享有版权，侵权必究 新理念-新标准-新高度 新教材·新高考 铁：负极 铁片、碳棒 柠檬 偏向碳棒 碳棒：正极 铁片、铁片 柠檬 不偏转 铜片、碳棒 柠檬 几乎不偏转 问题讨论：水果的作用是作：电解质溶液。 实验结论：构成原电池的要素有： ①自发的氧化还原反应。 ②两个活泼性不同的电极，电解质溶液，形成闭合回路。 ③根据电极材料判断电极：较活泼金属作负极，不活泼的金属或惰性电极作正极。 (②)探究影响电流效果的因素 【实验1】探究电极材料对电流效果的影响 电流表μA,偏转角度 电极材料 电极间距/cm 水果 (填大”或“小”) 铁、铜 苹果 小 镁、铜 苹果 大 实验结论：在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电流效果越好。 【实验2】探究不同水果对电流效果的影响 电极材料 电极间距/cm 水果 电流表A,偏转角度 锌、铜 1 苹果 小 锌、铜 柠檬 大 实验结论：在其他条件相同时，不同的电解质溶液，电流效果不同。 【实验3】探究电极间距对电流效果的影响 电极材料 电极间距/cm 水果 电流表A,偏转角度 锌、铜 1 柠檬 大 锌、铜 2 柠檬 小 实验结论：在其他条件相同时，两