第六章 第一节 第2课时 化学反应与电能-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本讲义聚焦“化学反应与电能”核心知识点，先通过火力发电的能量转化（化学能→热能→机械能→电能）及弊端分析引入，再经实验探究原电池的构成条件（自发氧化还原反应、两极、电解质溶液、闭合回路）和工作原理（电极反应、电子与离子移动），最后学习其应用（加快反应、比较金属活动性、设计原电池），形成完整学习支架。 该资料以实验探究为核心，通过对比实验（如不同电极与电解质组合）培养科学探究与实践能力，交流研讨（火力发电环境影响）渗透科学态度与责任，例题设计（电极判断、离子移动分析）强化科学思维。课中辅助教师引导学生构建知识，课后练习题助力学生巩固原理、查漏补缺。

第2课时　化学反应与电能 [学习目标]　1.设计实验认识构成原电池的条件。　2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。　3.了解原电池工作原理的应用。 任务一　火力发电——化学能间接转化为电能 1.我国目前使用的电能主要来自火力发电，其次来自水力、风力发电。 2.火力发电的原理 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。 3.能量转换过程 ，其中能量转换的关键是燃烧。 [交流研讨]　试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端。 提示：①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NOx、粉尘等)，污染环境。 1.近年来我国的火力发电量占比超过了70％，而火力发电量中“接近90％使用的是煤炭”。如图是燃煤电厂示意图。下列叙述不正确的是(　　) A.火力发电过程中能量主要转化的过程为化学能→热能→电能 B.用生锈铁屑处理烟囱排放废气中的CO C.向燃煤中加入CaO能减少酸雨的形成 D.除尘器除尘利用了胶体的性质 答案：A 解析：火力发电是将化学能首先转化为热能，热能转化为机械能，然后转化为电能的过程，故A错误；在高温条件下，一氧化碳与铁锈中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故B正确；燃煤中加入CaO可以固硫，把硫元素最终转变为硫酸钙，减少二氧化硫的排放、减少酸雨的形成，故C正确；胶粒带电，静电除尘利用了胶体能发生电泳的性质，故D正确。 2.下列说法不正确的是(　　) A.火力发电用的煤是不可再生能源 B.煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源 C.电能是一种清洁、高效、便捷的一次能源 D.科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标 答案：C 解析：火力发电用的煤是化石能源，煤是不可再生能源，故A正确；煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源，故B正确；电能是一种清洁、高效、便捷的二次能源，故C错误；科学规划开发水电，能降低化石燃料的消耗，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标，故D正确。 任务二　原电池 1.实验探究 实验装置 实验现象 铜片：没有变化 锌片：有气泡产生，逐渐溶解 铜片：有气泡产生 锌片：逐渐溶解 电流表：指针发生偏转 实验结论 锌与稀硫酸反应产生氢气，而铜不反应 导线中有电流通过，反应过程中产生了电能 学生用书⬇第45页 2.原电池 (1)概念：将化学能转化为电能的装置。 (2)本质：发生氧化还原反应。 (3)电极 负极：电子流出的一极，发生氧化反应； 正极：电子流入的一极，发生还原反应。 3.原电池工作原理 [交流研讨1]　结合上述实验和教材原电池原理示意图，分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向。 提示：电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子S，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－Zn2＋ 2H＋＋2e－H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 电流方向 由Cu片沿导线流向Zn片 总反应的离子方程式 Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑ 4.原电池的构成条件 [交流研讨2]　(1)图1装置中的铜作什么电极？铜能否用锌代替？ 提示：铜作正极。不能，若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。 (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。 构成原电池的必要条件 一反应：自发的氧化还原反应可设计成原电池。 两极：两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电的非金属)电极。 一液：具有电解质溶液。 一线：形成闭合回路。 1.(2024·儋州期末)下列各组材料中，不能组成原电池的是(　　) 选项 A B C D 两极材料 Zn片、石墨 Cu片，Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片 电解质溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸 答案：C 解析：锌是活泼金属，石墨能导电，锌和硫酸能发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故A不符合题意；两金属的活泼性不同，且铜片能与AgNO3溶液发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故B不符合题意；两金属的活泼性不同，但是蔗糖是非电解质，所以不能形成原电池，故C符合题意；两金属的活泼性不同，铁和稀盐酸能发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故D不符合题意。 2.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)；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)；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　正极　Cu (2)正极　负极　X　Ag＋＋e－Ag 电极名称的判断方法 学生用书⬇第46页 任务三　原电池工作原理的应用 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。 [交流研讨1]　用Zn和稀硫酸反应制氢气时，为了使反应加快，常常加入少量CuSO4溶液，请说明原因。 提示：锌和置换出的铜、稀硫酸构成了原电池，使反应加快。 2.比较金属的活动性 一般地，两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若A作负极，则金属活动性：A＞B。 3.设计原电池 一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。 [交流研讨2]　利用Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应设计原电池。画出装置图并标明电极材料、电解质溶液。 提示： 设计原电池的思维模型 一拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－氧化产物(负极电极反应)，氧化剂＋ne－还原产物(正极电极反应)。 二定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。 三画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 1.少量的Zn与过量的稀硫酸反应制取氢气，一定温度下能加快反应速率又不影响氢气的量，可向其中加入少量的(　　) A.CuSO4晶体 B.CH3COONa固体 C.NaHSO4晶体 D.Na2SO4溶液 答案：C 解析：CuSO4晶体溶于水后与Zn反应，生成ZnSO4和Cu，Zn、Cu、稀硫酸形成原电池，反应速率加快，但由于与硫酸反应的Zn量减少，生成H2的体积减少，A不符合题意；CH3COONa固体溶于水后，与稀硫酸反应，使溶液中c(H＋)减小，反应速率减慢，B不符合题意；NaHSO4晶体溶于水后，增大了溶液中的c(H＋)，加快反应速率，但对产生H2的体积不产生影响，C符合题意；加入Na2SO4溶液，相当于加入水，使c(H＋)减小，反应速率减慢，D不符合题意。 2.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。判断X、Y、Z三种金属的活动性顺序，并说出你的理由。 答案：Y＞X＞Z。理由：根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y＞X，根据金属活动性顺序表和置换反应原理，可知X＞Z，故有Y＞X＞Z。 1.电能是国民生产、生活中的重要能源，如图是我国某一时期电力生产量的构成图。 下列有关火力发电的描述，正确的是(　　) A.火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能 B.火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源 C.火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 D.火力发电过程中，热能转化为机械能是关键 答案：C 解析：火力发电过程是化学能→热能→机械能→电能，是化学能间接转化为电能，A错误；煤为不可再生能源，B错误；在燃煤过程中，会产生大量CO2和SO2，可导致温室效应及酸雨，C正确；火力发电过程中，燃烧是关键，D错误。 学生用书⬇第47页 2.下列图示的装置不能形成原电池的是(　　) 答案：D 解析：该装置中有两个活动性不同的电极，且Zn电极能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，A不符合题意；该装置中Zn、C的活动性不同，且Zn能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，B不符合题意；该装置中两个活动性不同的电极虽然没有用导线连接，但两电极直接接触，相当于用导线连接，且Fe能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，C不符合题意；此装置中两个电极材料都为Fe，活动性相同，不能形成原电池，D符合题意。 3.由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L－1CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A.闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上 B.闭合K，铁棒上有紫红色固体析出 C.闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2＋＋2e－Cu D.闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g 答案：D 解析：闭合K，Fe与CuCl2反应生成Cu和FeCl2，其中Fe元素的化合价由0价变成＋2价，故Fe是负极，碳棒是正极。电子不能通过电解质溶液，A错误；闭合K，铁转化成Fe2＋进入溶液，发生的电极反应为Fe－2e－Fe2＋，B、C错误；原电池的化学反应方程式为Fe＋CuCl2Cu＋FeCl2，铁棒不断地溶解，碳棒上有金属铜析出，由以上分析可知，当转移2NA电子时，碳棒与铁棒的质量差为120 g，故当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g，D正确。 4.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。 (1)A中反应的离子方程式为　　　　　　　。 (2)B中锡极为　极，电极反应式为　　　　　　　，锡极附近溶液的酸性　　　(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为　　　极，电极反应式为　　　　　　　 　　　　　　　。 (3)C中被氧化的金属是　　　　，总反应的化学方程式为　　　　　　　。 (4)A、B、C中铁被氧化由快到慢的顺序是　　　　　　　。 答案：(1)Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑　(2)正　2H＋＋2e－H2↑　减弱　负　Fe－2e－Fe2＋　(3)Zn　Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑　(4)B＞A＞C 解析：A中不能形成原电池，铁与稀硫酸发生置换反应。B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，铁为负极，铁被氧化的速率加快。C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，不发生变化。 学科网（北京）股份有限公司 $