6.1 第2课时化学反应与电能-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学必修第二册同步辅导与测试(人教版)

探究目标（二） :4.(1)U形管右侧液面下降，左侧液面上升2NO2十2H2(O 1,提示：a)①C0(NH,),+H,0△CO,↑+2NH,↑ 4Na()H+(),↑ 答化剂7N,十12H,0 (2)不是硝酸铵溶于水没有新物质生成，为物理变化 ②8NH2+6N(), (3)不能镁和盐酸反应生成氢气，无论是吸热反应还是放热反应， ③2S)2+(O2+4NH+2HO—2(NH1)2S) 烧杯中导管口都有气泡冒出 ④32V-cV2% 第2课时化学反应与电能 必备知识·自主梳理 (2)①Ba()②8：1 :(一)火力氧化还原无明显现象有气泡产生有气泡产生无 ③415N()+4NH3+3()2 答化剂45NNO十6H,O 明显现象指针发生偏转负极氧化反应Zn一2e 2.提示：(1)脱疏过程： Zn2+ 正极还原反应2H+2e一H,个化学能电能 SO2(g)+CIO2(g)=SO(g)+ClO(g) :(二)锌筒石墨棒NHC1糊铅酸蓄电池锂离子电池化学能 ②S)2(g)+C1O(g) =S)3(g)+C1(g) 电能电能化学能 ③C1(g)十C1()2(g)—2C1(0(g) 关键能力·合作探究 (2)转化为硝酸或硫酸。 新知探究（一） 3N()2+HO—2HN()3+N) :情境导引 S03+H2()==H2S01 :1.提示：具有活泼性不同的两个电极：两电极插入电解质溶液中：形成 第六章 化学反应与能量 闭合回路：能自发地发生氧化还原反应。 !2.提示：铁制品与蛙腿接触时发生氧化反应。电极反应式为Fe一2e 第一节化学反应与能量变化 -Fe2 第1课时化学反应与热能 :3.提示：电子由负极（锌片）经导线流向正极（铜片），电解质溶液中，附 必备知识·自主梳理 离子(H十)向正极（铜片）移动，阴离子(S))向负极（锌片）移动。 (一)手感到热升高刺激性气味 冰凉黏结到烧杯的底部放4，提示：装置D能构成原电池：装置A不能构成原电池，原因是酒精 出吸收热能释放吸收 为非电解质：装置B不能构成原电池，原因是没有形成闭合回路：装 (二)1.吸收释放2.大于小于 反应物的总能量生成物的总 置C不能构成原电池，原因是两个电极的金属活泼性相同。 能量 !跟踪训练 (三)煤石油天然气太阳能风能地热能海洋能氢能 ·I.D[原电池的形成条件包括活动性不同的电极、电解质溶液、形成 关键能力·合作探究 闭合回路、自发进行氧化还原反应。对图示各个装置示意图进行观 新知探究（一） 察，发现只有D项不能形成闭合回路，因此D项不能形成原电池。] 跟踪训练 :2.D[a金属可与稀硫酸反应，a为原电池的负极，a极失电子发生氧 1,BC[化学反应的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成，由于 化反应，b为正极，发生还原反应，A不正确，D正确：溶液中的H 断键吸热，成键放热，因此化学反应必然伴随肴能量变化，A、D正 在b极上得电子生成氢气，c(H十)减小，B不正确；导线中电子流向 确：Na与H,()反应生成氢氧化纳和氢气，码于放热反应，B错误；！ 为a→b,所以导线中电流方向为b→a,C不正确。] Ba(OH)2·8H()与NH1CI的反应属于吸热反应，C错误。] 3.D[金属性铁强于铜，铁是负极，铜是正极，电流由Cu经导线流向 2.B[根据图像，生成物的总能量大于反应物的总能量，说明反应是 F,A错误：铜片为原电池的正极，正极上发生得到电子的还原反 吸热反应或过程。A项，形成化学键的过程中会放出能量，错误：C 应，B错误：如果将稀硫酸换成柠檬汁，柠檬汁中含有电解质，仍然 项，腐于金属与酸的反应，是放热反应，错误：D项，属于酸碱中和反 能形成原电池，导线中会有电子流动，C错误：铁是负极，发生的反 应，是放热反应，错误。] 应为Fe—2e Fe2+,因此铁片质量逐渐减小，D正确。] 新知探究（二） 新知探究（二） 情境导引 跟踪训练 1,提示：断开1molH一H和1molC1一C1消耗的总能量为436kJ十1.D[D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为 243kJ=679kJ,形成2molH一C1释放的总能量为431kJ×2= 原电池。 862kJ。由于成键放出的总能量大于断键吸收的总能量，因此，该反·2.B[A、D项，两极的材料相同，不能形成原电池：C项，酒精是非电 应是放热反应 解质，不能形成原电池。] 2.提示：化学反应的实质是物质化学键的断裂和形成，化学反应中断：新知探究（三） 裂化学键消耗的总能量与形成化学键释放的总能量并不相等，因此：典例导引 化学反应中一定伴随能量的变化，通常主要表现为热量的释放或典例解析金属锂作负极，发生氧化反应，生成L计向水溶液中移 吸收。 动，空气中()2在正极发生还原反应，电极反应式为()2十2H2)十 跟踪训练 4e- =4(OH,电池总友应式为4Li十()2十2H2()=4Li()H,故C 1.A 项符合题意。 2.B[每生成2分子AB(g)放出bkJ热量，A项错误：该反应的能 答案C ,跟踪训练 量变化=断裂化学键吸收的能量一形成化学键放出的能量，所以该 反应生成2 mol AB(g)时，吸收(a一b)kJ热量，B项正确：由题图可 1,C[A项，镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰千电池为一 次电池，错误：B项，燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇 知，该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误：断裂！ 1molA一A和1molB一B,共吸收akJ能量，D项错误。 燃料电池等，产物多为C)2、H2()等，不污染环境，错误；C项，化学 3.B[断键吸收的能量：6 mol P-P键为6×198kJ,3mol()=()键 电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的得失·实质为氧化还 原反应，正确：D顶，铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的 为3×497kJ,共为2679kJ:成键放出的能量：12molP一()键为 12X360kJ=4320kJ:故反应放出的能量大于吸收的能量，放出的 负极：Pb()2被还原，为原电池的正极，错误。 能量为4320kJ-2679kJ=1641kJ。 2.A[该制氧工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，A项正确： 学科素养·核心价值 该装置工作时，H由a极区流向b极区，B项错误：a极上有电子流 应用体验 出，发生氧化反应，所以a极上发生的电极反应为Fe2+ 1,D[水的分解是吸热反应，A错误：氢能源由于受贮存和运输等因 Fe3+,C项错误：由图可知，a极区Fe2+和Fe+可相互转化，故不需 素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、C错误： 补充含Fe3+和Fe+的溶液，D项错误。] 2molH,(g)在1mol()2(g)中完全燃烧生成2molH,O(1),并放出：3.C [根据题给信息，该燃料电池的总反应为2H2十()2—2H2(), 大量的热，故2molH2()(1)具有的总能量低于2molH2(g)和1mol 燃料电池中负极通入氢气，氢气失去电子生成氢高子，故C正确。] (O2(g)具有的总能量，D正确。] :学科素养·核心价值 2.C[光能转变成热能，直接利用，故A不符合：光能转变成化学能，·应用体验 故B不符合：采用“光一热一电”能量转换形式，故C符合：光能转换！1.A[该电池的极，氢气失电子生成氢离子，发生氧化反应，故A 为电能，故D不符合。] 正确：电解质溶液呈酸性，产生的电极产物在电解质溶液中要能稳 随堂演练·巩固双基 定存在，正极反应为()2十4e十4H+ =2H,(),故B错误：在原电 1.C [A项应该为甲烷和氧气的总能量高，B、C,D项基于化学键的： 池中阳离子向正极移动，即氢离子通过质子交换膜移动到b极，故C 角度分析，正碗的为C。 错误：电池中存在化学能转化为热能的能量转化，则化学能不可能 2.D[酸碱中和反应是放热反应，故A错误：金属与酸的反应为放热 100%转化为电能，故D错误。 反应，故B错误：物质的燃烧反应是放热反应，故C错误：C()H)2十！2.解析(1)燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下 2NH,△CC,+2NH,个+2H,0为铵盐与藏的反应，属于吸热反 生成的C()2不与H2S)1反应，故电池反应为2CH()H十3()2 应，故D正确。 2C()2十4H2()。(2)电池的正极为()2，得电子，由于是酸性电解质， 3.D[该反应为放热反应，根据1mol氢气与1mol氯气反应后生成： 所以会生成H2),用电池总反应式减去正极反应式即可得出负极反 2 mol HC1,因此正确答案为D。] 应式。(3)H移向正极，在正极生成水。(4)产物是C()2和H2(), 不会对环境造成污染。 206 答案(1)2CH()H+3(),=2C)2+4H() :跟踪训练 (2)3()2+12H++12e-6H2() 2CH()H+2H2O-12e =2C()2十12H 新为要院C0势查童时反宜是车的专以件 酸的浓度在各组实验中相同，即CS)1的取用量相同，混合后溶液 (3)正负极(4)对环境无污染 体积也相同。则硫酸溶液的体积均取30mL,即V1三30，根据F中 随堂演练·巩固双基 增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20mL,可知混合后溶液的总 1.C[锌的活泼性强于朝，Z知为原电池的负极，A正确；该装置为原 体积为50mL,可以求得Vg=10,V?=20,V8=19.5,V,=17.5, 电池，能将化学能转化为电能，B正确：Z为原电池的负极、Cu为原 V10=15。②因析出的朝的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀 电池正极，电子从Zn经导线流向Cu,C错误：Cu为原电池正极，Cu} 疏酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。 上氢离子得电子生成氢气，发生的反应为2H+十2e一 =H2↑，D 答案①301017.5 正确。 ②当加入过量的CuS),溶液后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表 2,C「构成原电池的条件是活泼性不同的金隔或金属和能够导电的 面，减小了Zn与稀H2S(),的接触面积 非金属，导线相连并插入电解质溶液中，则A、B、D均可以构成原电 :2.解析(1)由实验1可知溶液总体积为(3.0十2.0十2.0十3.0)mL 池，C中蔗糖是非电解质，故C不能构成原电池。] =10.0mL,则实验2、3中溶液总体积为10.0mL,所以表中V1 3. 10.0-7.0=3.0,V2=10.0一6.0=4.0。(2)由实验1中数据可知， 4.(1)A(2)B(3)C(4)AB>C 用KMn()1的浓度变化表示的反应速率为v(KMn(O1)= 第二节化学反应的速率与限度 第1课时化学反应的速率 0.05molL1×0.0m 3.0ml =1.0×10-2mol·L1·min-1。(3)该 1.5m1n 必备知识·自主梳理 反应在溶液中进行，所以温度升高、浓度变大、加入催化剂会使反应 (一)化学反应过程进行快慢程度反应物浓度的减小生成物浓度： 速率加快，反应过程中反应物的浓度是不断减小的，所以一定不是 的增大 mol·L·s或mol·L1·min 浓度的影响，题目给的猜想是温度的影响，所以也可能是催化剂的 (二)0.40.20.40.080.040.082：1：2 影响，开始时反应速率小，不久后加快，说明催化剂是反应过程中生 (三)产生气泡速率较慢产生气泡速率较快快快产生气泡速！ 成的，所以速率加快的原因可能是生成的M2+起催化作用。(4)因 率较慢产生气泡速率较快快产生气泡速率很慢产生气！ 为猜想是生成的M+的催化作用使反应速率加快，且不能再引入 泡速率较快加快 关键能力·合作探究 新的离子，所以可以在及应一开始时加入硫酸锰来验证，B项符合 题意 新知探究（一） 跟踪训练 答案(1)3.04.0(2)1.0×10-2mol·L-1·mim-1(3)Mn2+ 1,A[化学反应速率是平均反应速率，而不是瞬时速率，A错误；前 的催化作用(4)B 2s时间内氨气的平均反应速率为1.0一0.2)m0l·L 学科素养·核心价值 =0.4mol·应用体验 ·L1·s1,B正确：前4s时间内氯气的平均反应速率为1 1.B[A.由表所给数据知，此实验研究其它条件一定时，H2C2()1的 浓度对反应速率的影响，由实验1可知，反应体系的总体积为 (1.4-0.2)mol·L1 =0.3m0l·L1·s1,C正确：2~4s时间 10.0mL,则实验2中总体积也应为10mL,则表中a=10.0-2.0 4s 2.0一3.0=3.0，A正确：B.由以上分析KMn)1溶液体积相同，即 内氨气的平均反应速率为1.4-1.0)mol·L1 =0.2mol·11·1 b=3.0,B错误；C.根据上表中的实验数据可知，其他条件不变时， 65 H2C2()浓度越大，溶液紫色褪去所需时间越少，即反应速率越快， s1,D正确。] C正确；D紫色褪去说明高锰酸钾完全反应，该时间段内△(KM(),) 2.D[将选项中各物质表示的反应速率转化为用A表示的速率，再 比较数值的大小即可。B项(A)一 30(B)=0.2mol/(L·s) 0.05mol.L×3.0ml=0.0l5mol/L,所以v(KMn0) 10.0mL 0.015mol·L C项(A)= 2o(C)=1.2mol/(L·min)=0.02mo/(L·s):D项 =0.01mol·L1·min-1,根据反应方程式可知 ,5m1n : (A)=7(D)=0.225mol/(L·s),故D项反应速率最快。] (H,C,0,)=5(KMn0)=0.025molL-1·minL,D正确.] :2.解析(1)由实验I和Ⅱ中温度不同，可知I和Ⅱ探究的是温度对 3.解析(1)3s内消耗的N2的物质的量为2mol-1.9mol= 化学反应速率的影响：Ⅱ和Ⅲ中接触面积不同，因此Ⅱ和Ⅲ探究的 0.1mol,根据化学方程式N2十3H2 高湿高压2NH,可以计算出！ 是固体表面积对化学反应速率的影响。 饿化剂 (2)I和Ⅱ相比，Ⅱ温度高，收集100mL氢气所需时间短，即温度 3s内消耗的H2的物质的量为0.3mol,根据化学反应速率的计算 越高，化学反应速率越快」 公式，(H2) 0.3 mol 2LX3s =0.05mol·L1·s1。 (3)根据(1)的分析，Ⅱ和Ⅲ探究的是固体表面积对化学反应速率的 影响。 (2) 3A(g)+B(g)一2C(g》 (4)研究盐酸浓度对反应速率的影响，需要其他条件相同，盐酸浓度 起始浓度/ 不同，即在相同的温度下，采用相同状态的质量相同的锌片与两种 (mol·L-1) 1.0 0.5 0 体积相同但浓度不同的盐酸反应。 转化浓度/0.06×2 (mol·1L-1)=0.12 0.04 0.08 答案(1)温度固体表面积(2)温度越高(3)ⅡⅢ(4)在 相同的温度下，采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但 2s时浓度/1.0-0.120.5-0.04 0.08 浓度不同的盐酸反应 (mol·L-1) =0.88 =0.46 ,随堂演练·巩固双基 则2s时，n(A)=0.88mol·L1×10L=8.8mol, 1.C [升高溫度能够加快反应速率，而其他选项均减小反应速率。门 c(C)=0.08mol·L1。 12.C L反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L时的平均反应速率w 答案(1)0.05m0l·L1·s1 △c (2)8.80.08mol·L1 △t 2mol.L-0.8mol,L=0.12m0l.L1·s1,假设以 10s 新知探究（二） 0.12mol·L1·s1的反应速率计算反应物A的浓度由0.8mol· 跟踪训练 1,A[CC()3是固体，H2()为纯液体，不能用它们表示化学反应速 11降到0.2mol·L1所需反应时间t=g 率：CC2是生成物，其浓度在反应过程中会增大。在同一反应中， 0.8mol·L1-0.2mol·L- 选用不同的物质表示化学反应速率的数值可能不同，也可能相同， =5s,实际上A物质的化学反应速率 0.12mol·L1·s1 但意义相同，故正确答案为A项。 2.C[A错误，加入疏酸纳溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反 是随着物质浓度的减小而减小，所以反应物的浓度由0.8mol·L1 应速率减小：B错误，浓硫酸具有强氧化性，常温下使铁钝化：C正 降到0.2mol·L1时的平均反应速率小于0.12mol·L1·s1, 确，当温度、压强不变时，充入惰性气体，容器的容积增大，参加反应 所用时间应大于5s,故C正确。] 的物质的浓度减小，则反应速率减慢：D错误，粉未状碳酸钙与盐酸13.C[()2)=0.04mol·L·s,则(S()3)=0.08mol·L· 的接触面积大，反应速率大，所以产生相同体积的气体，需要的时 s,由△=△c(S)3)/(S)3),代入数据计算得△=5s。故选C。] 问短。门 :4.B在化学反应中，当其他条件不变时，浓度越大，反应速率趣快： 新知探究（三） 温度越高，反应速率越快。本题中要综合考虑浓度和温度的影响。 典例导引 先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合 典例解析(1)由表中所给数据可知：实验①、②温度不同，故实验： 后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度即可，X浓度 ①、②是探究温度对反应速率的影响，则V1=10.0,V,=10.0,V3 越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50mL,所以X 0。(2)实验①、③温度相同，所取稀硫酸的量不同，故实验①、③是！ 的物质的量越大，浓度就越大。通过观察可知，混合后A、B选项中 探究浓度对反应速率的影响。 X的浓度相等，且比C、D两项的大，但B中温度更高，因此B的反应 答案(1)10.00(2)浓度 速率最快。」 207第六章化学反应与能量 第2课时化学反应与电能 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)化学能与电能的转化 (二)化学电源 火力发 ①我国目前电能主要来自 发电 电（化学 ②能量转换过程 能间接 化学能燃料燃烧 热能，汽轮机机械能发电机 构造示 石墨棒 转化为 MnO2糊 一负极材料： 电 锌锰干 意图 NH,C糊 正极材料： 电能) ③化学能转化为电能的关键：燃烧( 反应) 锌筒 电池 电解质溶液： A 实验 步骤 特点 次电池，放电之后不能充电 稀H2SO 稀HSO 常见类 、镍氢电池、 等 铜片上： 型 实验 铜片上： 探究 实验 锌片上： 二次 现象 锌片上： 放电时： 转化为 电池 ；充电 电流计： 时： 转化为 特点 原电池 放电时发生的氧化还原反应，在充电时可 (化学能 逆向进行，使电池恢复到放电前的状态 直接转 锌与稀硫酸发 锌与稀硫酸反应产 化为电 实验 结论 生反应产生氢 生氢气，导线有电 能) 气，而铜则不能 流通过 将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如 概念 氧气)的化学能直接转化为电能的电化学 以铜-锌-稀硫酸原电池为例 反应装置 (1)根据图示填空： 燃料电 电极名称： 电极名称： 工作 池 ①清洁、安全、高效： 电极反应类型， 电极反应类型： 原理 ②反应物不是储存在电池内部，而是从外 电极反应式： 电极反应式： 特点 部提供； 总反应式：Zn十2H+-Zn2++H2个 ③供电量易于调节，能适应用电器负载的 (2)原电池：将 转化为 的 变化，且充电时间较短 装置 关键能力·合作探究 讲练设计探究重，点 新知探究（一） 原电池的构造和工作原理 :的解剖刀同时触碰青蛙腿时，蛙腿会发生痉挛。当 情境导引 时他猜想：动物体内存在生物电流。但是化学家伏 1786年意大利解剖学和医学教授伽伐尼，在解：打却产生了疑惑：已死去的青蛙不会产生“生物 剖青蛙的实验中意外发现，当用两种不同金属材质：电”。并且蛙腿为何只有与铜制品和铁制品同时接 37— 化学必修第二册 触时才会抽动？为此，伏打做了相关的实验，发现： 核心归纳 只要将2种不同的金属相接触，中间隔有湿纸、湿 布等，都有电流产生。这就是“伏打电池”的雏形。 !1.原电池的构成条件一“两极一液一线一反应” 两极 两种活泼性不同的金属（或一种为能导电的非金属） 不小心用叉子碰到蛙腿上 外露的神经，蛙腿不断抽动 一液 电解质溶液 铜叉 体液 他变换各种条件，重复这 线 形成闭合回路 铁叉 个实验，蛙腿依旧抽动 剥去皮的 一反应 能自发进行的氧化还原反应 新鲜蛙腿 生理学家伽伐尼 2.原电池的工作原理思维模型 猜想：动物体内存在生物电流 电子沿导线传递产生电流 1.阅读上述材料总结构成原电池的条件有哪些？ 发生氧化反应 发生还原反应 负极 原电池 正极 为活泼金属 为不活泼金属 阳 离子 且不断溶解 或导电非金属 子 向 电解质溶液 向 2.铁制品和铜制品与蛙腿接触时，铁制品发生氧化： (1)电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正 反应还是还原反应？写出反应的电极反应式。 极，电流的流动方向与之相反。 (2)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子 向负极移动。 [注意]①电子只能在导线中定向移动，离子只 能在电解质溶液或熔融电解质中定向移动（简记 3.铜锌稀硫酸构成的原电池中，电子是如何移动： 为：电子不下水，离子不上岸)。 的？电解质溶液中阴、阳离子是如何移动的？ ②负极区失电子带正电，所以带负电的阴离子移向 负极，电子流向正极后正极带负电，所以溶液中带 正电的阳离子移向正极（简记为：负负、正正）。 3.原电池正、负极的判断方法 负极 电极名称 正极 4.下列装置中，哪些能构成原电池？其他不能构成： 活泼性较强的金属 电极材料 活泼性较弱的金属 (或导电非金属) 原电池的原因是什么？ 电子流出的一极 电子流向 电子流入的一极 000T 0000000000 Zn 自Cu 发生氧化反应 反应类型 发生还原反应 阴离子移向的一极 离子流向 阳离子移向的一极 溶解的一极 实验现象 增重或有气泡放出 酒精溶液 稀硫酸 稀硫酸 A B 000 00000000000000 跟踪训练 Zn Zn 1.如图所示各装置示意图中，不能构成原电池的是 (烧杯中所盛液体都是稀硫酸) ( ZnFe Zn 稀硫酸 稀硫酸 C D D 38 第六章化学反应与能量 2.如图所示，a的金属活动性在氢 A B.铜片为原电池的正极，正极上发生氧化反应 之前，b为碳棒。关于该装置的 C.如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子 说法中，正确的是 流动 A.a极上发生还原反应，b极上 D.铁片质量逐渐减小，发生的反应为Fe一2e 稀硫酸 发生氧化反应 -Fe2+ B.碳棒上有气体逸出，溶液中c(H+)增大 规律方法]解答有关原电池问题的思维流程 C.导线上有电流，电流方向a→b A极的质量减小，B极上有气泡产 D.反应后a极质量减小 首先 寻找电极现象 生或增重 3.如图是某同学设计的原电池的 其次 判断正、负极 A极为负极，B极为正极 装置。下列说法正确的是 ( ·稀硫酸 : 电极反应类型、电极材料、微粒移动 最后 根据原理判断 方向、电解质等 A.电流由Fe经导线流向Cu 新知探究（二） 原电池工作原理的应用 核心归纳 材料选择 装置 电极反应式 1.加快氧化还原反应的进行 负极：Fe 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进： 正极：Cu或C等（活泼 (-)r④ 1(+) 负极： Fer Cu或C 行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反 性比Fe差的金属或导 Fe-2e-Fe2t 应加快。 电的石墨棒均可) 正极： 例如：实验室用Zn和稀H2SO4反应制取H2,常 电解质溶液：CuSO Cu2++2e-Cu CSO,溶液 溶液 用粗锌。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO 形成原电池，加快了锌的溶解，使产生H2的速率 加快。 跟踪训练 2.比较金属的活动性 1.下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设 般，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电： 计原电池的化学反应是 ( 池，若金属A作负极，则金属活动性：A>B。 A.Zn+Ag20++H2O-Zn(OH)2+2Ag 3.设计原电池 B.Pb+PbO2+2H2 SO-2PbSO+2H2O (1)设计思路 C.Zn+CuSO-Cu+ZnSO ①找：一般给定氧化还原反应的还原剂作负极， 高温 D.C+CO,2CO 氧化剂作电解质溶液，比负极活泼性弱的金属或： :2.下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流 石墨等能导电的非金属作正极。 的是 ②画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意 图，在图上标注电极材料，电解质溶液。 (2)实例 稀硫酸 以Fe+CuSO4—FeSO4+Cu为例 硫酸铜溶液 酒精 盐酸 A B D 39 化学 必修第二册 新知探究（三） 新型化学电源试题的解题思维模型 ④将两电极反应式相加（注意两极得失电子数相 典例导引 等)可得电池总反应式。 [典例]锂(L)-空气电池的工作原理如图所示。 类型二题目中给出原电池的总反应式 下列说法不正确的是 ) ①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化 情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂 发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应 有机电解质 的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 团 固体电解质膜 说气 ②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种 ●●● 电解质水溶液 元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。 A.金属锂作负极，发生氧化反应 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易 B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动 写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电 极反应式即得到另一电极反应式。 C.正极的电极反应：O2+4e一-2O2 D.电池总反应：4Ii+O2十2H2O一4iOH 跟踪训练 核心归纳 1.下列说法正确的是 ( A.镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池 1.解答新型化学电源的步骤 B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型 (1)判断电池类型→确认电池原理→核实电 电池 子、离子移动方向。 C.化学电池的反应原理是氧化还原反应 (2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向： D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbO2 →书写电极反应式和电池总反应方程式。 :2.我国在太阳能光电催化一化学耦合分解硫化氢 [注意]①充电电池→放电时为原电池→失 研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说 电子的电极为负极。 法正确的是（已知质子交换膜只允许H+通过） ②电极反应式→总反应离子方程式减去较简 ( 单一极的电极反应式→另一电极反应式。 A 2.电极反应式的书写 HS- 质子 (1)书写电极反应式的原则 hv 交换膜 Fe 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷： H 守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应 b极 a极 式相加得电池总化学（或离子）方程式。 A.该制氢工艺中光能最终转化为化学能 (2)书写电极反应式的基本类型 B.该装置工作时，H+由b极区流向a极区 类型一题目给定原电池的装置图，未给总反： C.a极上发生的电极反应为Fe3+十e一Fc2+ 应式 D.a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液 ①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化3.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利 剂和还原剂。 用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为 ②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。 电解质的燃料电池中发电，电池负极反应式为 ③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出 ( 电极反应式。（注意：电极产物能否与电解质溶： A.H,+20H +2e-2H,O 液共存，如铅酸蓄电池的负极铅失电子变为： B.O2+4H++4e-2H20 Pb2+,但Pb2+与硫酸溶液中的SO不共存，因而： C.H2-2e-2H+ 负极电极反应式为Pb十SO-2e--PbSO4) D.O2+2H20+4e -==40H 40 第六章化学反应与能量 学科素养·核心价值 提升技能素养提高 燃料电池的解题思路 燃料电池是一类重要的化学电源，应用也比较 广泛。正确分析燃料电池的工作原理，有助于理解 H 空气 H+ 质子 原电池的工作原理。下面是燃料电池的分析模板： 交换膜 氧气一正极→还原反应一电子流入 燃料 A.该电池的a极发生氧化反应 电池 阴离子阳离子 燃料→负极→氧化反应→电子流出 B.正极反应为O2十4e+2H2O一4OH 此外，解答燃料电池题目要关注以下三个关 C.质子(H+)通过质子交换膜移动到a极 键点： D.该燃料电池的能量转化率可达到100% ①通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为：2.一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极 氧气。 催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲 ②注意介质的成分，是电解质溶液还是熔融盐： 醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题： 或氧化物。 (1)这种电池放电时发生反应的化学方程式： ③通过介质中离子的移动方向，可以判断电池的： 正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。 (2)此电池的正极反应式： 应用体验 负极反应式： 1.第16届海南国际车展上展出了中国研制的新型 (3)电解液中H+向 极移动，向外电路 燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”—质子交 释放电子的电极是 换膜燃料电池。某种质子交换膜燃料电池如图 (4)使用该燃料电池的另一个好处是 所示。下列说法正确的是 ) 随堂演练·巩固双基 巩固练习能力提升 1.原电池原理的发现和各种电池装置 ④ n ○白天 夜晚 的发明，改变了人们的生活方式。下 太阳能 列关于如图所示原电池装置的说法 电池士 00 工作马达 中，不正确的是 稀H2SO4 装置X A.Zn为原电池的负极 B.能将化学能转化为电能 H20 二二222二1 C.电子从Cu经导线流向Zn A.该系统中只存在3种形式的能量转化 D.Cu上发生的反应为2H++2e=-H2↑ 2.下列各组材料中，不能组成原电池的是 ( B.装置Y中在负极发生反应的物质是O2 选项 A B C D C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排 两极材料 Zn片，石墨 Cu片，Ag片 Zn片，Cu片 Fe片，Cu片 放，并能实现化学能与电能间的完全转化 插入溶液 稀硫酸 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸 4.利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池 3.(选自苏教版新教材P25)如图是一种航天器能量 储存系统原理示意图。下列说法中正确的是 中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活 ( 动性强。结合相关知识解答下列问题。 41 化学必修第二册 A、B、C三种金属片按表中装置进行实验： (2)在乙中，金属片 (填“B”或“C”)作 甲 负极。 (3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸 装置 中，有一电极产生气泡。则金属片 (填 柠檬汁 CuSO,溶液 “B”或“C”)上有气泡产生。 A不断溶解，B上产 C的质量增加，B的质量 现象 (4)上述三种金属的活动性顺序是 生气泡 减轻 (1)在甲中，金属片 (填“A”或“B”)发生 温馨提示 请做课时分层检测（九） 氧化反应。 第二节 化学反应的速率与限度 第1课时化学反应的速率 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)化学反应速率及表示方法 :(三)影响化学反应速率的因素 化学反应速率是用来衡量 的物 在两支大小相同的试管中均加入2mL5% 概念 理量 H2O2溶液，同时滴入2滴1mol·L 实验操作 FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现 时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯 表示方 通常用单位时间内 或 反应 中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中 法 来表示（取正值） 温度 的影 响 冷水 热水 实验现象 表达式 岩（表示浓度的变化量：为时同，其单位 U= 及单位 为 温度越高，H2O2的分解速率越，反应 实验结论 越 二)反应速率与化学计量数的关系 在两支大小相同的试管中均加人2.0g颗 实验操作 粒大小、形状相同的大理石碎块，分别滴加 在一个体积为2L的密闭容器中充人S02和O2,发生反应 反应 2mL不同浓度的盐酸 2S0,(g+0,（g)催化剂2S0,(g,经过5s后，测得S0, 物浓 △ 度的 0.1mol·L1盐酸 1mol·L1盐酸 实验现象 的物质的量为0.8mol。填写下表： 影响 盐酸的浓度越大，碳酸钙与盐酸的反应速 实验结论 有关物质 S02(g) 02(g) SO(g) 率越 在两支大小相同的试管中均加人2mL5% 物质的量浓度变化/(mol·L1) 实验操作 H2O2溶液，其中一支试管中滴入2滴 催化 1mol·L-1FeCl溶液 剂的 化学反应速率/(mol·L1·s1) 影响 未加FeCl?溶液 滴加FeCl3溶液 实验现象 化学反应速率之比 实验结论 使用催化剂，可 H2O2的分解速率 42