12 第2章 第2节 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版2019 单选）

第2章 化学键 化学反应规律 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2节 化学反应规律 第2课时 化学反应能量转化的重要应用 ——化学电池 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 知识点一 原电池的构造及原理 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 × × × × 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 实验编号 电极材料 电解质溶液 1 Mg、Al 稀盐酸 2 Al、Cu 稀盐酸 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 知识点二 设计原电池和原电池的分类 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 锌片 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 学科素养 落地生根 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 强化落实 随堂检测 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 谢谢观看！ 第2章　化学键 化学反应规律 化 学 必修第二册 知 识 点 一 强 化 落 实 知 识 点 二 学 科 素 养 课 时 精 练 课程标准解读 1．知道化学反应可以实现化学能与其他形式的能量转化。 2．以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 3．从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 4．体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 1．概念：原电池是一种利用________反应将化学能直接转化成____的装置。 氧化还原 电能 失电子 得电子 负 正 2．氢氧燃料电池的工作原理 实验装置 原电池原理 还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生____反应和____反应，并通过能导电的物质形成________产生____ 两极反应 负极 氢气______，发生____反应 正极 氧气______，发生____反应 电子转移 电子由__极通过导线流向__极，形成电流 氧化 还原 闭合回路 3．原电池的构造(以氢氧燃料电池为例) [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池是将电能转化为化学能的装置。( ) (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)在锌|稀硫酸|铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。( ) (4)原电池中阳离子向正极移动。( ) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。( ) (6)氢氧燃料电池的负极发生氧化反应。( ) √ √ 某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 根据表中的实验现象回答下列问题： 问题1　实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？ 提示：　不相同，在原电池中，一般相对较活泼的金属材料作负极。在稀盐酸中的活泼性Mg>Al>Cu。在实验1中铝为正极；实验2中铝为负极。 问题2　根据实验3完成下列问题： ①铝作什么极？该电极上发生什么反应？ ②石墨作什么极？该电极上发生什么反应？ ③电池总反应化学方程式如何书写？ 提示：　①该实验中铝为负极，所发生的反应为2Al－6e－===2Al3＋，氧化反应。 ②石墨为正极，发生的反应为6H＋＋6e－===3H2↑，还原反应。 ③该电池的总反应方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。 提示：　在NaOH溶液中，Al与NaOH能自发反应，而Mg不能，则Al是负极，Mg是正极。所发生的反应为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－。 eq \a\vs4\al(名师点拨) 原电池的原理及电极的判断 1．原理(以铜—锌原电池为例) 2．正负极的判断 1．下列各装置中的电解质均为稀硫酸，能构成原电池的是(　　) B　[两种电极为同种物质，均可以和电解质溶液发生反应，故不会出现电流，不能构成原电池，A错误；两电极的活动性不同，Fe在电解质溶液中发生反应，两电极相互接触，构成闭合回路，故能构成原电池，B正确；两电极均不和电解质溶液反应，不能构成原电池，C错误；Fe可以和电解质溶液发生反应，但没有构成闭合回路，不能构成原电池，D错误。] 2． 如图所组成的原电池装置，下列叙述错误的是(　　) A．a为原电池的正极 B．电子由b极流出 C．溶液中阳离子向a极移动 D．b极发生还原反应 D　[电流是由正极流向负极的，由图可知，a为原电池的正极，A正确；b是负极，电子由负极流出，B正确；a是正极，阳离子移向正极，故C正确；b是负极，负极发生氧化反应，故D错误。] 3．下列有关原电池的说法不正确的是(　　) A．在内电路中，电子由正极流向负极 B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应 C．原电池工作时，正极上发生还原反应 D．原电池工作时，可能会伴随着热量变化 A　[原电池中，内电路不存在电子流动，A错误；氢氧燃料电池的正、负极材料都不参与反应，B正确；原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，C正确；原电池工作时，可能会伴随着热量变化，D正确。] 1．设计原电池的基本思路 2．设计铜锌原电池 设计依据 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 实验装置图 设计思路 确定负极 负极反应物 ____ 负极材料 ____ 确定正极 正极反应物 氢离子 正极材料 ____ 构成闭 离子导体 ______ 合回路 电子导体 导线 锌片 铜片 稀硫酸 二次 设计依据 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 实验现象 电流表指针 指针发生____ 锌电极 锌片质量____ 铜电极 有气泡冒出 3．常见化学电池 (1)干电池：属于____电池，如锌锰电池。 (2)充电电池：又称____电池，如铅蓄电池、锂离子电池。 (3)燃料电池：能量转换效率高、能长时间提供电能。 偏转 减少 一次 × [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)对所有的化学反应，都可以设计成原电池。( ) (2)原电池中，一定是还原剂作负极材料。( ) (3)在原电池中，还原剂作负极反应物，一定和离子导体发生反应。( ) (4)原电池工作时，正极一定产生气体。( ) (5)任何化学电池都可以充电。( ) (6)燃料电池的能量转换效率高，在电池工作中，只有化学能到电能的转化。( ) × × × × × 利用生活或实验室中常用物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 问题1　如何选择电池的正负极材料？ 问题2　如何选择离子导体？除了以上物质还缺少什么实验用品(已有耳机)? 提示：　稀硫酸，烧杯、导线。 问题3　实验装置如图：①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为什么能？ ②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的什么极？电极反应是什么？另一极应该接电流计的什么极？发生氧化反应还是还原反应？ 提示：　①电能　②负极，Fe－2e－===Fe2＋，正极，还原反应。 eq \a\vs4\al(名师点拨) 2．设计原电池的一般思路 (1)将已知氧化还原反应拆分成两个半反应 氧化反应：还原剂－ne－===氧化产物 还原反应：氧化剂＋ne－===还原产物 正极反应式＋负极反应式＝电池总反应式 (2)根据总反应式并结合两个半反应，找出正、负极材料及电解质溶液。 ①电极材料的选择：选活泼性较强的金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。 ②电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能与负极发生反应，可参照总反应式选择电解质溶液。　　 1．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是(　　) A．加入适量的6 mol·L－1的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量的蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液 B　[A项，能加快反应速率，但增加了产生氢气的总量，错误；C、D项，不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率，错误；B项，发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu­Zn原电池，加快了反应速率，正确。] 2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c C　[装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。] 3．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： _____________________________________________________。 (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应式：_________________________________________； 负极反应式： ________________________________________。 答案：　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2) 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋ (1)原电池是将化学能转化为电能的装置，而不是将电能转化为化学能。 (2)原电池的形成条件是：电极、电解质溶液及闭合回路、自发的氧化还原反应，缺一不可。 (3)原电池的两极分别是正极和负极，其中负极是失去电子、发生氧化反应、电子流出的电极。 (4)根据化合价变化选择电极，然后选择电解质溶液就可以设计原电池，非氧化还原反应或非自发的氧化还原反应均不能设计成原电池。 (5)可充电电池又称二次电池，使用(放电)后，可以充电再使用，而一次电池则不行。 1．下列四个化学反应中，理论上不可能设计为原电池的是(　　) A．2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ B．2H2＋O2 eq \o(=====,\s\up17(点燃)) 2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ D　[只有氧化还原反应才可能设计成原电池，D项中的反应不是氧化还原反应，不能设计为原电池。] 2．如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，记录如下： ①Zn为正极，Cu为负极 ②H＋向负极移动 ③电子流动方向为Zn―→Cu ④Cu极有H2产生 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0．5 mol ⑥正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ 上述描述正确的是(　　) A．①②③ B．③④⑤ C．①⑤⑥ D．②③④ B　[①锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，错误；②根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即H＋向铜电极移动，错误；③电子从负极经外电路流向正极，即从锌电极经外电路流向铜电极，正确；④正极上发生2H＋＋2e－===H2↑，正确；⑤根据④的分析，通过1 mol 电子，产生0．5 mol氢气，正确；⑥锌作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，错误。] 3．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成为(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Zn Fe CuCl2 C　[原电池中，相对活泼的金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。所以根据原电池的总反应的离子方程式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu知，该原电池中，锌为负极，铜为正极，硫酸铜溶液作电解质溶液，即选项C正确。] 4．已知化学反应： a．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 b．2AgNO3＋Cu===2Ag＋Cu(NO3)2 请回答下列问题： (1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是________(填字母)，其原因是_____________________； 另一个可用于设计原电池，该原电池中，负极反应式是_____， 正极反应式是________________________________________， 电池总反应的离子方程式是____________________________。 (2)如果利用化学反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，设计原电池，请在如图方框中标明电极材料和电解质溶液的名称(图中“I”表示电流)。 解析：　(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是a，其原因是a是复分解反应，不是自发的氧化还原反应；另一个可用于设计原电池，该原电池中，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上银离子得电子发生还原反应，负极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式是2Ag＋＋2e－===2Ag，电池总反应的离子方程式是Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。(2)根据电池反应式知，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铜，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨，电解质溶液应该是可溶性铁盐(氯化铁或硫酸铁)都可以。 $$