（教师版）9 第六章 第一节 第2课时 化学反应与电能-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂同步复习（人教版）

世五维课堂 化学·必修第二册 根据上述实验回答相关问题： (2)方案二中，小木片脱落的原因是氢氧化钠与硫 (1)方案一中，温度先升高的原因是 酸的反应放热，温度升高，蜡烛熔化了。 (3)由方案三的现象得出结论：①③④组中出现了 升至最大值后又逐渐下降的原因是 液面左低右高的现象，故物质发生的反应都是放 (2)方案二中，小木片脱落的原因是 热反应。 (4)氢氧化钡晶体与氯化铵晶体（充分搅拌）反应 (3)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生 为典型的吸热反应，故红墨水液面左高右低，反应 的反应都是 (填“吸热”或“放热”)反应。 物总能量小于生成物总能量。 (4)方案三实验②的U形管中的现象为 答案：(1)铝和硫酸反应放出的热量使烧杯里溶液 的温度升高当化学反应完成后，随着热量的散 说明反应物的总能量 (填“大于”“小于” 或“等于”)生成物的总能量。 失，烧杯里溶液的温度降低 解析：(1)温度计的温度由20℃逐渐升至35℃， (2)硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应放出的热量使蜡烛 说明铝片与硫酸反应为放热反应，放出的热量使烧 熔化 杯里溶液的温度升高；方案一中，温度升至最大值后 (3)放热 又下降的原因是反应完全后，热量向空气中传递，烧 (4)U形管里红墨水液面左高右低小于 杯里物质的温度降低。 第2课时 化学反应与电能 课程标准 核心素养 1.通过实验探究，认识化学能可以 ①宏观辨识与 能从宏观（能量变化）和微观（电子转移）相结 转化为电能，从氧化还原反应的 微观探析 合的视角分析原电池的组成和工作原理 角度初步认识原电池的工作原理 2.通过对原电池的学习，体会提高 能根据教材中原电池原理的实验探究方案，完 ②科学探究与 燃料的燃烧效率、开发高能清洁 成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观 创新意识 燃料和研制新型电池的重要性 地进行记录，对实验现象作出解释 3.通过原电池的学习。能举出化 通过对原电池的学习，体会提高燃料的燃烧效 学能转化为电能的实例，能辨识 ③科学态度与 率、开发高能清洁燃料昨研制新型电池的重要 简单原电池的构成要素，并能分 社会责任 性。主动关系与资源开发等有关的社会热点 析简单原电池的工作原理 问题 教材梳理。探新知 对应学生讲义P30 一、化学能转化为电能 (2)工作原理：（以铜一锌一稀硫酸原电池为例） 1.化学能间接转化为电能 电极电极 电子 反应 电极反应式 (1)过程 材料名称 转移 类型 化学能然料然烧热能炭汽轮机，机械能发电机，电能 锌 负极失电子 Zn-2e -Zn2+ 氧化反应 (2)关键一燃烧（氧化还原反应）。 铜正极得电子 2H++2e =H,个 还原反应 2.化学能直接转化为电能一原电池 电池反应的 Zn+2H+-Zn2++H2个 (1)定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。 离子方程式 ·58· 第六章化学反应与能量 五维课堂色 二、化学电池— 新能源和可再生能源的重要 2.二次电池 组成部分 常见 铅酸蓄电池、镍氢电池、 1.一次电池一锌锰干电池 类型 锂离子电池等 二次电池 放电时：化学能转化为电能 (充电电池) 石墨棒 充电时：电能转化为化学能 MnO,糊 8 构造示意图 NH,Cl糊 放电时发生的氧化还原反应， 锌筒 点 在充电时逆向进行，使电池恢 复放电前的状态 3.发展中的燃料电池 负极 锌筒 锌被氧化，逐渐消耗 工 种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化 作 原 电解质 氯化铵糊 剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的 理 电化学反应装置 正极 石墨棒 二氧化锰被还原 燃料电池 清洁、安全、高效等 能量转化率可以达到80%以上 放电后不能充电 特点 特点 反应物不是储存在电池内部，而 便于携带，价格低 是从外部提供，供电量易于调节 重难突破⊙释疑惑 对应学生讲义P31 要点一原电池的构成条件及正、负极的判断] [温馨提示]在判断原电池正负极时，不要只根据金 1.构成电池 属活动性的相对强弱，还要考虑电解质溶液。 (1)两极材料。两种活动性不同的金属或由金属和能 (1)Mg一A1和稀盐酸构成原电池中，Mg作负极， 导电的非金属材料组成。 Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作 (2)两极浸在电解质溶液中。 负极，Mg作正极。 (3)形成闭合回路 (2)A1一Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作 负极；而若把NaOH溶液换为浓硝酸，Cu作负极。 电极名称：负极 电极名称：正极 O[典例示范] [典例1]如图所示，电流计指针发 电极反应类型： Cu- 电极反应类型： 氧化反应 生偏转，同时A极质量减少，B极 还原反应 上有气泡产生，C为电解质溶液， 稀硫酸 电解质溶液 下列说法错误的是 2.正、负极的判断 A.B极为原电池的正极 B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 负极 电极名称 正极 C.C中阳离子向A极移动 活动性较强的金属电极材料 活动性较弱的材料（能导电） D.A极发生氧化反应 流出电子的一极电子流向 流入电子的一极 解析：C[原电池中，负极金属失去电子，溶解，质 量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况 发生氧化反应 反应类型 发生还原反应 可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B两 阴离子移向的一极离子流向 阳离子移向的一极 项正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子 溶解的一极 实验现象 质量增加或有气泡放出 向负极移动，C项错误；负极发生氧化反应，正极发 生还原反应，D项正确。] ·59· 世五维课堂 化学·必修第二册 [规律总结]对于原电池工作原理常考查的几个 [温馨提示]设计原电池的方法 方面可用颜口溜帮助掌握。原电池分为两极；负 (1)电极材料的选择 极氧化正还原；电子由负流向正；离子阳正阴 在原电池中，选择还原性较强的物质作负极，原 向负。 电池的电极必须能导电。一般情况下，两个电 O[学以致用] 极的构成有如下情况：①活动性不同的两金属； 1.关于原电池的叙述中正确的是 ②金属和非金属（常见的锌锰干电池）：③惰性电 A.构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 极（铂电极或石墨电极）。 B.原电池是将化学能转变为电能的装置 (2)电解质溶液的选择 C.原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者 D.原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中 考虑电解质溶液中溶解的其他物质与电极反应 的阳离子在此被还原 (如空气中的氧气)。 解析：B[构成原电池电极的也可以是非金属导 O[典例示范] 体，A项错；燃料电池中负极不溶解，C项错；D选 [典例2]有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置 项应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应。] 及部分实验现象如下： 要点二】 原电池原理的应用 A (A 1.加快氧化还原反应的速率 如实验室中用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌， 实验 装置 它产生H2的速率快。因为粗锌中的杂质、锌、稀 稀硫酸 硫酸形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的 CuSO4溶液 装置二 稀硫酸 稀硫酸 装置一 装置三 装置四 速率加快。 2.比较金属的活动性强弱 a极质量 b极有气 部分 d极溶解， 电流从a 减小，b 体产生， 如把两种金属Zn和Cu用导线连接后，插人到稀 实验 c极有气 极流向 极质量 c极无 硫酸中，能观察到Zn极溶解，Cu极上有气泡产生， 现象 体产生 d极 增大 变化 根据观察到的现象可以判断出Zn极是负极，Cu极 是正极。由原电池原理，可知金属的活动性：Zn> 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 Cu,即原电池中，活动性强的金属为负极，活动性 A.a>b>c>d B.bc>d>a 弱的金属为正极。 C.dabc D.a>b>d>c 3.设计原电池 解析：C[装置一是原电池，a极质量减小，说明a (1)依据 极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还 属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼， 原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧 且C位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和 化)，氧化剂（电解质溶液中的阳离子）在正极上被 四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因 还原。 此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c,选C。] (2)实例 O[学以致用] 以Zn+H2SO,-ZnSO+H2个为例 2.100mL2mol·L1的盐酸与过量的锌反应，为加 负极反应：Zn-2e—Zn2+ 快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方 电极反应 正极反应：2H++2e—H2个 法是 「a.负极：Zn A.加入适量的6mol·L1的盐酸 电极材料 b.正极：Cu或C(比Zn的活泼性差的 B.加人数滴氯化铜溶液 及电解质 金属或导电的非金属) C.加入适量的蒸馏水 c.电解质：稀硫酸 D.加人适量的氯化钠溶液 解析：B[A项能加快反应速率，但增加了氢气的 Zn 装置图 总量；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降 稀硫酸 低了反应速率；B项发生反应Cu+十Zn一Zn2+ 十Cu,形成Cu一Zn原电池，加快了反应速率。] ·60· 第六章化学反应与能量 五维课堂色 随堂自测。夯基础 对应学生讲义P32 1.下列设备工作时，是将化学能转化为电能的是 4.如图为番茄电池，下列说法中正确的是 ( 电流计 B C D Zn A.一段时间后，锌片质量会变小 铅蓄电 锂离子电 太阳能 B.铜电极附近会出现蓝色 燃气灶 池充电 池放电 集热器 C.电子由铜通过导线流向锌 D.锌电极是该电池的正极 解析：B[A.铅蓄电池充电是电能转化为化学能， 解析：A[番茄电池中锌是负极，铜是正极，负极 A项错误；B.锂离子电池放电是将化学能转化为电 锌会失去电子溶解，质量减小，A对、D错；铜极是 能，B项正确；C.太阳能集热器是太阳能转化为热 正极，不参与电极反应，电子由负极锌移向正极铜， 能，C项错误；D.燃气灶是化学能转化为热能，D项 C错；氢离子在铜片上得电子，从而铜片上有气泡 错误。] 产生（氢气）。] 2.如图所示装置，能够组成原电池的是 5.铁及铁的化合物应用广泛，如FCL可用作催化 剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 锌 锌 铜 锌 铜 (1)写出FCL,溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程 式 稀硫酸 稀硫酸 硫酸铜溶液 乙醇溶液 (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池 A B D 的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 解析：C[A项，两电极材料相同，且不能发生氧化 还原反应，不能组成原电池，错误；B项，两电极材 料相同，不能组成原电池，错误；C项，装置为原电 池，Zn为负极，Cu为正极，发生反应Zn十Cu+ Zn+十Cu,正确；D项，乙醇溶液不是电解质溶液， 正极反应： 不能组成原电池，错误。] 负极反应： 3.下列叙述正确的是 解析：负极发生氧化反应，反应式为Cu一2e A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 Cu+,正极发生还原反应，反应式为2Fe3+十2e B.锌锰干电池中，锌电极是正极 =2Fe2+。负极：Cu;正极：C或铂；电解质溶液： C甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极是负极，发生 FeCl,溶液。 还原反应 答案：(1)2Fe3++Cu-2Fe2++Cu2+ (2)装置图 D.废旧电池需回收集中处理的原因是为了利用电 池外壳的金属材料 C(或P) 解析：A[锌锰干电池中，锌电极是负极，B错误； 甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，发生氧 FeCl,溶液 化反应，C错误；废旧电池回收处理的主要原因是 防止电池中的重金属阳离子对环境造成污染， 正极反应：2Fe++2e-2Fe+ 负极反应：Cu-2e—Cu2+ D错误。] ·61· 世五维课堂 化学·必修第二册 课时评价⊙提能力 对应课时作业P17 一、单项选择题 A.铅蓄电池充电时电能转化为化学能 1.下列有关电池的说法正确的是 B.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向 A.铅蓄电池不属于二次电池 PbO2板 B.原电池工作时一定有氧化还原反应发生 C.电池工作时，Pb发生还原反应 C废旧电池可埋入土壤，作为肥料 D.电池工作时，H+移向PbO2板 D.氢氧燃料电池，通入氢气的电极为电池的正极 解析：C[A项，铅蓄电池充电时把电能转化成化学 解析：B[铅蓄电池属于二次电池，A项错；原电池 能，正确；B项，电池工作时，电子从负极经外电路流向 工作时一定有电子转移，一定有氧化还原反应发 正极，即电子由Pb流向P%O2,正确；C项，电池中Pb 生，B项对；废旧电池中含重金属，埋入土壤，会污 作负极，发生氧化反应，错误；D项，电池工作时，阳离 染环境，C项错；氢氧燃料电池中通入H2的电极为 子向正极移动，正确。] 负极，通入O,的一极为正极，D项错。] 5.两种金属A、B与稀硫酸组成原电池时，A是正极。 2.铜锌原电池产生电流时，阳离子 下列有关推断正确的是 ) A.移向Zn极，阴离子移向Cu极 A.A的金属性强于B B.移向Cu极，阴离子移向Zn极 B.电子不断由A电极经外电路流向B电极 C.和阴离子都移向Zn极 C.A电极上发生的电极反应是还原反应 D.和阴离子都移向Cu极 D.A在金属活动性顺序中一定排在氢前面 解析：B[铜锌原电池，锌做负极，铜做正极，阳离 解析：C[由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电 子移向正极，即阳离子移向铜电极，阴离子移向锌 池，A是正极，说明A的金属性比B弱，A项错误； 电极。故选B。] 外电路电子由负极流向正极，即由B电极经外电路 3.电池是人类生产和生活中的重要能量来源。各式 流向A电极，B项错误；原电池正极发生还原反应， 各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。 即A电极上发生还原反应，C项正确，A为正极，金 下列有关电池的叙述正确的是 ( 属性较弱，可能排在氢的后面，D项错误。] A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 6.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分 B.氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能 实验现象如下： C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 A ④ d 解析：C[锌锰干电池中，碳棒作正极，电极本身不 实验 参加任何反应，故不会变细，A选项错误；燃料电池 装置 發警酸 稀硫酸 是将化学能直接转化为电能，B选项错误；氢氧燃 装置三 料电池中的总反应为2H2十O2一2H2O,H2在 负极被氧化，C选项正确；太阳能电池的主要材料 部分 a极质量减 b极有气体 d极溶解，c 电流从a 是半导体硅而不是SiO2,D选项错误。] 实验 小，b极质 产生，c极无 极有气体 极流向d极 现象 量增大 变化 产生 4.如图是铅蓄电池构造示意图。下列说法不正确 的是 ) 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 HzS04溶液 A.a>b>c>d B.bc>d>a C.d>a>bc D.a>b>d>c 解析：C[装置一是原电池，a极质量减小，说明a Pb02(正极) 极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金 Pb(负极) 属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼， ·62· 第六章化学反应与能量 五维课堂兰 且C位于金属活动性顺序中氢的后面；装置三和四 解析：B[根据图示可知，该装置为原电池，由于还 均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此 原性Zn>Cu,所以Zn是负极，发生氧化反应，Cu 四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。] 是正极，H+在正极上得到电子，发生还原反应，电 7.如图所示是某同学做完Zn一Cu原电池实验后所 极反应式是2H++2e—H2个。] 做的读书卡片记录，其中描述合理的组合是( 9.如图所示，把锌片和铜片用导线相连后插人稀硫酸 溶液中构成原电池。下列叙述正确的是() 电流计 (A Zn Cu 稀 酸 稀H2SO4 A.电流从铜片经导线流向锌片 NO.28Date:2022.3.10 B.该装置将化学能转变为电能 实验后的记录： ①Zn为正极，Cu为负极 C.一段时间后，铜片质量减轻 ②H+向负极移动 D.锌片发生还原反应 ③电子流动方向Zn→Cu 解析：AB[题给装置为原电池，把化学能转化为 ④Cu极上有H2产生 电能，锌作负极失去电子发生氧化反应，铜作正极， ⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2 H+在Cu电极上得电子生成氢气，Cu质量不变，电 为0.5mol 流从正极Cu沿导线流向负极Zn。] ⑥正极的电极反应式为：Zn-2e—Zn2+ 10.下列各组材料中，不能组成原电池的是 A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.④⑤⑥ B D 解析：C[在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作 两极 Zn片， Cu片， Zn片， Ag片， 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—Zn+,正极反应为 材料 石墨 Ag片 Cu片 Cu片 2H++2e—H2个，故每转移1mol电子时，产生 插人 蔗糖 0.5molH2。在溶液中，H向正极移动，S0向 H2SO, AgNO,溶液 稀盐酸 溶液 溶液 负极移动，故③④⑤正确，选C。] 二、不定项选择题 解析：CD[A.锌是活泼金属，石墨能导电，锌和 8.如图装置所示，铜片上发生的反应为 硫酸能自发的发生氧化还原反应，所以能形成原 锌 电池，故A不符合；B.两金属的活泼性不同，且铜 片能自发的与硝酸银发生氧化还原反应，所以能 形成原电池，故B不符合；C.两金属的活泼性不 S02--H 同，但蔗糖是非电解质不能导电，负极不能和电解 A.Zn2++2e-Zn 质溶液发生氧化还原反应，所以不能形成原电池， B.2Ht+2e-H2↑ 故C符合；D.两金属的活泼性不同，但Cu与Ag C.Zn-2e -Zn2+ 都不与盐酸发生氧化还原反应，不能形成原电池， D.Cu2++2e-Cu 故D符合。] ·63· 世五维课堂 化学·必修第二册 三、非选择题 12.某同学设计出如图装置成功的证明了Cu和Ag 11.分别按如图A、B、C所示装置进行实验，图中三个 的金属活动性顺序。请你根据原电池原理和实验 烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸。请回答下列 装置，完成下列实验报告。 问题： 金属导线 00 B (1)以下叙述中，不正确的是 硝酸银 A.B中铁片是负极，C中铁片是正极 B.三个烧杯中铁片表面均无气泡产生 实验目的：探究Cu和Ag的金属活动性顺序 C.产生气泡的速率A中比B中慢 (1)电极材料：正极： :负极： D.B溶液中SO向铁片电极移动 (2)装置B变化过程中能量转化的形式主要是 硝酸银溶液的作用是 (2)写出电极反应式： (3)装置B中正极反应式为 正极： 负极反应式为 (4)有同学想把Ba(OH)2·8H2O晶体与NH,CI 负极： 晶体的反应设计成原电池，你认为是否可行？ (3)实验现象： (填“是”或“否”)。理由是 (4)实验结论： 解析：(1)原电池中较活泼的金属是负极，失去电 子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以 解析：(I)活动性：Zn>Fe>Sn,活泼性强的金属 溶液中的阳离子向正极移动，在正极得到电子，发 易失电子作负极，故A项正确；A烧杯中铁直接 生还原反应。铜比银活泼，所以铜是负极，银是正 反应，表面有气泡，C中铁作正极，烧杯中铁表面 有气泡，故B项错误：B中形成原电池，比A中反 极，硝酸银溶液是电解质溶液，参与氧化还原反应 应速率快，产生气泡的速率A中比B中慢，故C 和导电作用。 项正确；原电池中阴离子移向负极，B中F是负 (2)负极是铜失去电子，电极反应式是Cu一2e 极，B溶液中SO向铁片电极移动，故D项正 Cu+;正极是溶液中的银离子得到电子，则电 确。故选B。(2)装置B形成原电池，变化过程中 极反应式是2Ag++2e—2Ag。 能量转化的形式主要是：化学能转化为电能。 (3)根据以上分析可知，实验现象是负极不断溶 (3)Sn作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，装 置B中正极反应式为2H+2e—H2个，活泼金 解，正极上有银白色固体析出，溶液由无色变为 属铁作负极，负极反应式为Fe-2e—Fe2+。 蓝色。 (4)常温下自发进行的氧化还原反应，且为放热反 (4)根据实验现象和原理可得出的结论是金属活 应可设计成原电池，而Ba(OH)2·8HO晶体与 动性Cu>Ag。 NHCI晶体的反应为吸热反应，且为非氧化还原反 答案：(1)银片铜片参与氧化还原反应和导电 应，则不能设计成原电池。 (2)2Ag++2e-2Ag Cu-2e-Cu2+ 答案：(1)B (3)负极不断溶解，正极上有银白色固体析出，溶 (2)化学能转化为电能 (3)2H++2e-H2 Fe-2e-Fe2+ 液由无色变为蓝色 (4)否不是氧化还原反应，且该反应为吸热反应 (4)金属活动性Cu>Ag ·64·