第6章 第1节 第2课时 化学反应与电能（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（人教版2019）

第2课时　化学反应与电能 新知探究(一)——化学能转化为电能 导学设计　 1．化学能间接转化为电能 (1)火力发电原理 通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。 (2)能量转化过程 化学能热能机械能电能。 能量转化的关键环节是可燃物的燃烧，属于放热反应。 [微思考]　分析探讨火力发电的弊端有哪些？ 提示：①使用的化石燃料属于不可再生能源；②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘，污染环境；③能量经过多次转化，能量利用率低。 2．化学能直接转化为电能 实验装置 实验现象 实验结论或解释 锌片：逐渐溶解，有气泡产生铜片：没有变化 锌与稀硫酸反应生成H2，铜与稀硫酸不反应 锌片：溶解铜片：有气泡电流表：指针发生偏转 锌失去电子，变为Zn2＋，电子经过导线流向铜，产生电流，H＋在铜片上得到电子生成H2 (1)写出Ⅰ、Ⅱ装置中Zn、Cu上发生的反应方程式，并注明反应类型。 提示：Ⅰ装置　Zn：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (氧化还原反应)；Cu不反应。 Ⅱ装置　Zn：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)； Cu：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。 (2)Ⅱ装置为原电池，指出原电池反应的能量转化和各电极的反应类型和电子的流向及阴、阳离子移动方向。 提示：原电池是指化学能转化为电能的装置；负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应；电子从负极流出，流入正极；阴离子移向负极，阳离子移向正极。 [系统融通知能] 1．原电池的构成 两极 活泼性不同金属或非金属 介质 电解质溶液或熔融电解质 闭合 形成闭合回路或接触 2.原电池工作原理 反应类型 负极发生氧化反应，正极发生还原反应 电子的移动方向 从负极流出，经导线流向正极 离子的移动方向 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 电流方向 正极→导线→负极 [注意]　电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是离子的定向移动形成电流，即“电子不下水，离子不上岸”。 [题点多维训练] 1．(2023·朝阳联考)下列各装置图中，溶液均为稀硫酸，不能构成原电池的是(　 ) 解析：选D　D项中没有构成闭合回路，不能构成原电池，符合题意。 2．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中，经过一段时间后，下列叙述正确的是(　 ) A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出 B．负极附近Cl－的浓度逐渐减小 C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大 D．溶液中Cl－的浓度基本不变 解析：选D　铁片、银片用导线连接起来插入稀盐酸中形成原电池，其中铁片作负极，银片作正极，溶液中的H＋在正极(银片)上得电子生成H2，而铁片上的铁失电子生成Fe2＋，此时，Cl－移向负极。因此负极附近Cl－的浓度逐渐增大，正极附近Cl－的浓度逐渐减小，而溶液中Cl－的浓度基本不变。 3.根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题： (1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据：________________；铜电极的名称是________，溶液中的Cu2＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。 (2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据：________________；铜电极的名称是________，溶液中的Ag＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为____________________________。 答案：(1)负极　锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)　正极　Cu　(2)正极　铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)　负极　X　Ag＋＋e－===Ag 　　 新知探究(二)——原电池原理的应用 1．加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池可以加快反应速率。 原理 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大 实例 实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率 2.比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 原理 一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应 实例 有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性A>B 3.设计原电池 (1)依据：已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(一般为电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 (2)选择合适的材料 ①电极材料：电