第6章 第1节 第2课时 化学反应与电能(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 单选版）

第六章　化学反应与能量 第一节　化学反应与能量变化 第2课时　化学反应与电能 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 知识整合 新知探究 01 随堂演练 知识落实 02 课时作业 知能达标 03 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 01 知识整合 新知探究 栏目导航 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 热能 蒸汽 热能 燃烧 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 溶解，表面产生无色气泡 无变化 氢气 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 溶解 表面有气泡产生 偏转 化学能 电能 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 化学 电 氧化还原 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 A＞B 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 Fe－2e－===Fe2＋ Cu2＋＋2e－===Cu Fe 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 02 随堂演练 知识落实 栏目导航 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 03 课时作业 知能达标 栏目导航 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 谢谢观看 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 素养目标 1．以原电池为例认识化学能可以转化为电能，培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。 2．从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 知识点一　原电池的工作原理 1．化学能间接转化为电能——火力发电 (1)火力发电原理 通过化石燃料燃烧，使化学能转化为________，加热水使之汽化为________以推动蒸汽轮机，带动发动机发电。 (2)能量转化过程：化学能eq \o(——→,\s\up17(燃料燃烧))______eq \o(——→,\s\up17(蒸汽轮机))机械能eq \o(——→,\s\up17(发电机))电能。 能量转化的关键：________(氧化还原反应)。 (3)弊端：能量经多次转化，利用率低；污染严重。 2．化学能直接转化为电能——原电池 (1)实验探究 实验操作 实验现象 原因解释 Zn片：______________________； Cu片：__________ 锌与稀硫酸发生反应产生________，而铜不能 Zn片：________； Cu片：________________； 电流表：指针________ 锌与稀硫酸反应产生氢气，导线中有电流通过，该装置将__________转化为________ (2)原电池 ①原电池是把________能转化为______能的装置。 ②原电池的本质是发生____________反应。 (3)原电池的工作原理(以铜锌原电池为例) 原电池总反应式：______________________________。 1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是____________(填序号)。 提示　②④⑥⑦ 2．原电池工作时，线路中电子和溶液中离子是如何移动的？ 提示　电子的流向：由负极移向正极。 离子的流向：电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。 3．(1)图1装置中的铜起什么作用？铜能否用锌代替？铜能用什么物质代替？ 提示　铜作正极，能导电。若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。能用石墨、较不活泼的金属等代替铜。 (2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？ 提示　不能，无自发进行的氧化还原反应。 (3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？ 提示　不能，酒精是非电解质，不导电。 1．原电池的构成条件——“两极、一液、一线、一反应” 2．原电池正负极的判断 电极 材料 化合价 变化　 电极 反应 电子 流向 电极 现象 阴、阳离子移动方向 正极 较不活泼金属或导电非金属 降低 还原 反应 流入 增重或产生气体 阴离子 负极 较活泼 金属 升高 氧化 反应 流出 不断 溶解 阳离子 1．(2023·福建南平高一段考)一种简单的原电池装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．锌作电池的负极，铜作正极 B．电子从锌片流向铜片 C．用石墨电极代替铜片后，石墨电极无明显现象 D．用稀H2SO4代替CuSO4溶液，电流计指针也发生偏转 解析　用石墨电极代替铜片后，石墨为正极，石墨电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，石墨表面有红色金属铜析出，C错误。 答案　C 2．(2024·山东济南高一月考)为验证化学反应能否产生电能，实验小组的同学把一块锌片和一根碳棒连接起来，并在导线中间连接一只灵敏电流计(装置如下图所示)，然后观察现象。下列关于该实验的说法中，错误的是(　　) A．实验过程中可以观察到电流计指针偏转 B．烧杯中发生的化学反应可以表示为 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ C．该反应的实质是锌原子将电子转移给了氢离子 D．该实验能说明电能可以转化为化学能 解析　烧杯中锌片和稀硫酸发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，实质是锌原子将电子转移给了氢离子，锌失去电子变为锌离子，氢离子得到电子变成氢气，该装置能将化学能转化为电能，可以观察到电流计指针偏转，故选D。 答案　D 知识点二　原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的进行 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。 2．比较金属的活动性 一般，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性：__________。 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)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。 (2)步骤：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。 步骤 实例 将反应拆分 为电极反应 负极反应 __________________ 正极反应 __________________ 选择电 极材料 负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属 ______ 正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨 Cu或C 选择电解质 一般为与负极反应的电解质 CuSO4溶液 装置图 1．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，能利用这一反应设计成原电池吗？为什么？ 提示　不能；因为该反应不是氧化还原反应。 2．锌与稀硫酸反应制取H2时，向溶液中滴入几滴CuSO4溶液的目的是什么？ 提示　加快反应速率；原因是Zn置换出铜，附着在锌片上形成原电池而加快反应速率。 3．利用原电池原理，设计实验比较铁铜金属性的强弱。 提示　将铜片、铁片用导线相连浸入稀硫酸中，铁片逐渐溶解，作原电池的负极，铜片表面有气泡冒出，作原电池的正极，因此，铁比铜活泼。 4．将Fe、Zn用导线连接插入稀H2SO4中，哪种金属失电子，哪种金属被保护？ 提示　Zn失电子，被腐蚀，Fe被保护。 5．利用反应：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag设计原电池，要求画出电池装置图，标明电极材料，并写出电极反应式。 提示　电池装置图为 负极反应式(Cu)：Cu－2e－===Cu2＋ 正极反应式(Ag)：2Ag＋＋2e－===2Ag 1．(2024·河北唐山月考)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为(　　) A．a>b>c>d B．b>c>a>d C．b>a>c>d D．a>c>b>d 解析　原电池中，活泼性较强的金属电极为负极，活泼性较弱的金属电极为正极。若a、b相连时，a为正极，则金属活泼性：b>a；c、d相连时，c为负极，则金属活泼性：c>d；a、c相连时，c上产生气泡说明a为负极，则金属活泼性：a>c；b、d相连时，b质量减小说明b为负极，则金属活泼性：b>d，所以四种金属活动性由强到弱顺序为b>a>c>d，故选C。 答案　C 2．过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是(　　) A．加入适量NaCl溶液 B．加入适量的水 C．加入几滴硫酸铜溶液 D．再加入少量稀硫酸 答案　C 3．(2023·湖南长沙高一联考)某同学根据化学反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是(　　) 选项 A B C D 正极 锌棒 铁棒 石墨棒 铁棒 负极 铁棒 石墨棒 铁棒 铜棒 电解质溶液 H2SO4溶液 H2SO4溶液 H2SO4溶液 H2SO4溶液 解析　若将反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑设计为原电池，则Fe为负极，活动性比Fe弱的电极为正极，可以用石墨棒、铜棒等做正极，电解质溶液为硫酸，故选C。 答案　C 1．(2023·江苏徐州高一月考)下列装置中，能形成原电池的是(　　) A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 解析　乙醇是非电解质，不能构成原电池，故A不选；蔗糖是非电解质，不能构成原电池，故B不选；没有形成闭合回路，不能构成原电池，故C不选。 答案　D 2．(2024·河北石家庄高一期中)石家庄二中实验学校某化学兴趣小组设计了一个如图所示的水果电池，下列有关该电池的说法正确的是(　　) A．锌片作正极 B．电子流向：锌片→导线→LED灯 →铜片→柠檬→锌片 C．铜片上发生还原反应，质量一定增加 D．水果种类会影响LED灯的亮度 解析　锌的活泼性大于铜，所以锌做负极，A错误；电子只能经过外电路导线进行移动，不能经过内电路电解质进行移动，B错误；铜片做正极，无金属析出，故铜片质量不变，C错误；故选D。 答案　D 3．(2024·江苏太仓高一段考)有A、B、C三块金属片，进行如下实验： ①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，B极产生大量气泡； ②B、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由B→导线→C； ③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极发生氧化反应。 据此判断三种金属的活动性顺序为(　　) A．A>B>C B．A>C>B C．C>A>B D．B>C>A 解析　①B极产生大量气泡，则A极为负极，则金属活动性：A＞B；②电流由B→导线→C，则C为负极，金属活动性：C＞B；③C极发生氧化反应，C为负极，则金属活动性：C＞A，则金属活动性顺序：C＞A＞B；故选C。 答案　C 4．下图所示是某同学做完Zn­Cu原电池实验后所做的读书卡片记录，其中描述合理的组合是(　　) 　　　NO.28　Date：2022.1.10 实验后的记录： ①Zn为正极，Cu为负极 ②H＋向负极移动 ③电子流动方向Zn→Cu ④Cu极上有H2产生 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol ⑥正极的电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋ A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 解析　在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，铜作正极，电子由Zn片流出经导线流向Cu片。负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2。在溶液中，H＋向正极移动，SOeq \o\al(2－,4)向负极移动，故③④⑤正确，选C。 答案　C 5．(2024·广西钦州高一段考)某兴趣小组依据反应Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu探究原电池的工作原理，将质量相等的锌片和铜片用导线相连浸入硫酸铜溶液中构成如图1装置。 (1)该反应的能量变化可用图2中的____________(填“甲”或“乙”)表示。 (2)若断开K，锌片上____________(填“有”或“无”，下同)氧化还原反应发生，导线上__________电流产生。 (3)连接K，锌片上的电极反应式为____________。2 min后测得锌片和铜片之间的质量差为1.29 g，则导线中通过电子的物质的量为______________ mol。 解析　(1)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu是置换反应，也是放热反应，则反应物总能量大于生成物的总能量，图甲符合； (2)若K断开，不形成原电池，但Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu反应继续进行，则锌片上有氧化还原反应发生，导线无电流产生； (3)由图1知，连接K，构成原电池，Zn作负极,电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，2 min后测得锌片和铜片之间的质量差为1.29 g，由Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu可知，溶解锌的物质的量和析出铜的物质的量相等，设转移电子的物质的量为x mol，eq \f(1,2)x mol×65 g/mol＋eq \f(1,2)x mol×64 g/mol＝1.29 g，解得x＝0.02 mol。 答案　(1)甲　(2)有　无 (3)Zn－2e－===Zn2＋　0.02 $$