6.1.2 化学反应与电能-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一化学必修2同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

课时(二)　化学反应与电能 【课程标准解读】　1.通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质。2.理解原电池的定义、工作原理和构成条件。3.了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。4.能正确书写简单化学电源的电极反应式。 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 【教材基点梳理】 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．化学能转化为电能 (1)间接转化——火力发电 ①过程 化学能热能机械能电能 ②关键：燃烧(氧化还原反应)。 (2)直接转化——原电池　[实验6－3] 实验装置 实验现象 实验结论 ① 锌片上有气泡； 铜片上无气泡 锌与稀硫酸发生反应产生氢气，而铜不能 ② 锌片上无气泡； 铜片上有气泡 产生H2(还原反应)的位置发生了改变 ③ 锌片上无气泡； 铜片上有气泡； 电流表指针偏转 该装置将化学能转化为电能 2.原电池 (1)定义：把化学能转化为电能的装置。 (2)工作原理(以铜­锌­稀硫酸原电池为例) 电极 材料 电极 名称 电子 流向 电极反应式 反应类型 锌 负极 流出 Zn－2e－=== Zn2＋ 氧化反应 铜 正极 流入 2H＋＋2e－ ===H2↑ 还原反应 总反应 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 3.化学电池 (1)一次电池(以锌锰干电池为例) ①锌锰干电池构造示意图 ②原理：电子由锌筒(负极)流向石墨棒(正极)，锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低。 ③特点：放电之后不能充电。 (2)二次电池 ①含义：有些电池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，从而实现放电与充电的循环。这种充电电池属于二次电池。 ②常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 (3)燃料电池 ①概念：将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 ②特点 清洁、安全、高效；反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供；供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间。 【基础正误辨析】 1．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O 是放热反应，可以设计成原电池(×) 2．将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。(×) 3．原电池的负极失去电子，发生氧化反应(√) 4．铅酸蓄电池的负极是铅，电解质溶液是稀硫酸(√) 5．在铜­锌­稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌(×) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 突破点一 | 原电池的构成和工作原理 　　　　　　　　　　　　　　　　 【要点培优】 1．原电池的构成条件 2．原电池的工作原理 3．原电池正、负极的判断方法 [思考] (1)原电池内部阴、阳离子如何移动？移动的原因是什么？ (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同放入电解质溶液中就能构成原电池吗？ 提示：1.阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。 2．不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的金属、②电解质溶液、③形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行的氧化还原反应，如图由于Cu、Ag都不能与稀硫酸反应，故不能构成原电池。 【应用培优】 1．下列装置属于原电池的是(　　) 解析：选B。A中电极相同，C中酒精不是电解质溶液，D中没有形成闭合回路。 2.如图是Fe 和Cu 形成的原电池，某兴趣小组做完实验后，在图书卡片上记录如下，其中正确的是(　　) ①Fe 为正极，Cu 为负极 ②H＋ 向铁电极移动 ③电子是由Fe 经外电路流向Cu ④内电路(溶液中)电流由铁电极流向铜电极 ⑤若有1 mol 电子流过导线，则产生的H2 为11.2 L ⑥负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ A．③④ B．③⑤ C．①④⑤ D．②④⑥ 解析：选A。Fe 为负极，Cu 为正极，故①错误；H＋ 向正极(铜电极)移动，故②错误；电子是由Fe 经外电路流向Cu，故③正确；溶液中电流方向为正电荷流动的方向，故④正确；由电极反应式2H＋＋2e－===H2↑ 可知，有1 mol 电子流过导线时，产生氢气0.5 mol，未告知是否在标准状况下，不能计算氢气的体积，故⑤错误；负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故⑥错误。 3.某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　) A．a和b不连接时，铁片上会有H2产生 B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu