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基础知识导学
重点难点探究
第2课时 化学反应为人类提供能量
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重点难点探究
[目标导航] 1.了解化学反应中能量的转化形式。2.了解原电池的构成条件、工作原理和应用。3.了解常见的化学电源。
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重点难点探究
一、化学能转化为热能
1.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:化学反应过程产生的能量以_____能的形式______出来,像这样的反应属于放热反应。
(2)吸热反应:化学反应需要不断地吸收_____能来维持反应的进行,像这样的反应属于吸热反应。
2.化学反应中的能量转化形式
热
释放
热
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【议一议】
1.如图为“即热饭盒”的结构示意图。这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭菜就变热了,试从能量转化的角度说明其中的原理。
答案 在铁的催化作用下,镁跟水发生化学反应Mg+2H2Oeq \o(=====,\s\up15(Fe))Mg(OH)2+H2↑,放出热量,即化学能转化为热能。
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2.铁路工人经常利用铝热剂来焊接钢轨,你能解释其中的原理吗?
答案 Fe2O3粉末和铝粉的混合物是常用的铝热剂。Fe2O3粉末和铝粉在较高温度下发生反应Fe2O3+2Aleq \o(=====,\s\up15(高温))Al2O3+2Fe,放出大量的热,高温下铁呈液态,可焊接断裂的钢轨。
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二、化学能转化为电能
1.探究原电池的工作原理
逐渐溶解,表面有气泡
反应产生H2
表面无气泡
不反应
逐渐溶解
锌
表面有气泡
Cu
发生偏转
电流
实验步骤
现象
结论
锌片_____________________
锌与稀硫酸____________
铜片_______________
铜与稀硫酸________
锌片__________
_____失去电子
铜片_______________
H+在_____表面得到电子生成H2
电流表指针__________
导线中有电子定向移动而产生_____
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逐渐溶解且表面
都有气泡
反应
指针不偏转
无电流
无现象
不反应
无现象
指针不偏转
无电流
实验步骤
现象
结论
两锌片_______________ _________
锌与稀硫酸_____
电流表_____________
导线中________
锌片__________
Zn、Cu与乙醇________
铜片__________
电流表_______________
导线中________
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2.原电池
(1)概念
原电池是将_____能转化为_____能的装置。
(2)工作原理(以Zn—Cu原电池为例)
化学
电
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负极
正极
Zn-2e-===Zn2+
2H++2e-===H2↑
氧化
还原
锌
铜
H+
铜
H2
Zn+2H+===Zn2++H2↑
电极材料 锌 铜
电极名称 _____ _____
电极反应 __________________ __________________
反应类型 _____反应 _____反应
外电路电子流向 由_____片沿导线流向_____片
内电路离子移向 溶液中_____向正极移动,在_____片上被还原为_____
原电池总反应 _________________________
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(3)构成条件
①本质→有自发进行的__________反应;
②电极→有活泼性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);
③溶液→两电极插入__________溶液或熔融电解质;
④回路→形成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
(4)常见电池
①干电池:又称_____电池,如锌锰电池。
②蓄电池:又称_____电池,如铅蓄电池、镍氢电池、锂电池。
③_____电池:其能量转化率高,能长时间提供电能。如氢氧燃料电池。
氧化还原
电解质
一次
二次
燃料
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【议一议】
1.作为原电池两极的材料有什么要求?原电池的两个电极的电极材料必须都是金属电极吗?
答案 首先必须能导电;其次,若两电极都是金属,则活泼性不同。原电池的两个电极不一定都是金属材料,如干电池的正极材料是石墨,是非金属。
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2.在下图的装置中,属于原电池且有电流产生的是 ______。
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答案 ④⑦⑧⑨
解析 ①酒精是非电解质;②⑤没有形成闭合回路;③两电极活泼性相同