2018年秋高中化学第二章化学反应与能量2.2.1化学能转化为电能课件新人教版必修2 .ppt

第二节化学能与电能,第1课时化学能转化为电能,阅读思考,阅读求知,阅读检测,一、一次能源和二次能源1.一次能源:直接从自然界取得的能源,如流水、风力、煤炭、石油、天然气等。2.二次能源:一次能源经过加工、转换得到的能源,如电力、蒸汽等。其中电能是应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。,二、化学能转化为电能1.间接转化火力发电(2)燃烧是使化学能转化为电能的关键。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,2.直接转化原电池(1)定义:将化学能转变为电能的装置。(2)构成条件:,阅读思考,阅读求知,阅读检测,(3)工作原理:(4)反应本质:氧化还原反应。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,什么反应的化学能才能转化成电能?为什么?思考提示:氧化还原反应,因为只有氧化还原反应才有电子的转移。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,判断下列说法是否正确。正确的画“”,错误的画“”。(1)原电池是一种电能转化为化学能的装置。()(2)负极失去电子发生氧化反应。()(3)正极是电子流出极。()(4)用导线连接的铜片和锌片插入稀硫酸中,锌片上有大量气泡产生。()解析:(1)原电池是化学能转化为电能的装置。(2)负极失去电子,化合价升高,发生氧化反应。(3)负极是失电子,电子流出的一极。(4)锌铜原电池中,铜片上产生大量气泡。答案:(1)(2)(3)(4),探究任务一,探究任务二,知识内容探究1.在铜锌原电池中,电子是怎样移动的?电子能否通过电解质溶液?如果不能,电流是如何形成的?探究提示:由于金属锌比金属铜活泼,锌失去电子,电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液,在稀硫酸中H+移向铜片,移向锌片,阴阳离子定向移动形成电流。,探究任务一,探究任务二,2.若将稀硫酸换作硫酸铜溶液,能否产生电流?电极反应有何不同?,探究任务一,探究任务二,重点考向探究考向1原电池的工作原理【典例1】如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下。在卡片上描述合理的是()实验后的记录:Zn为正极,Cu为负极H+向负极移动电子流动方向,由Zn经外电路流向CuCu极上有H2产生若有1mol电子流过导线,则产生H2为0.5mol正极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+A.B.C.D.,探究任务一,探究任务二,答案:B,探究任务一,探究任务二,规律方法点拨1.原电池的判断方法,探究任务一,探究任务二,2.原电池正、负极判断的五个依据,探究任务一,探究任务二,设计原电池时,如果给出的是具体的化学反应方程式,电解质溶液是确定的;如果给出的是离子反应方程式如Fe+Cu2+Cu+Fe2+,则电解质溶液不是确定的,只要含有Cu2+的盐溶液即可,如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。,探究任务一,探究任务二,成功体验1如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是()A.B极为原电池的正极B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应解析: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,根据构成情况判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,A、B两项正确;离子移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,D项正确。答案:C,探究任务一,探究任务二,知识内容探究,探究任务一,探究任务二,1.NaOH+HClNaCl+H2O,能利用这个反应设计成原电池吗?为什么?探究提示:不能。因为该反应不是氧化还原反应。2.锌与稀硫酸反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后,为什么反应速率加快?探究提示:锌置换出铜构成原电池。,探究任务一,探究任务二,重点考向探究考向2原电池原理的应用(1)该电池的负极材料是,正极材料是,电解质溶液是。(2)在外电路中,电流方向是从极到极。(3)正极反应的产物为,正极上出现的现象是;负极反应的产物为,负极上出现的现象是。,探究任务一,探究任务二,解析:反应Cu+2Ag+2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被还原,所以需用Cu棒作负极,正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属,如Ag等,正极也可选用石墨电极;电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极,正极发生还原反应,产物为Ag,电极变粗;负极发生氧化反应,产物为Cu2+,负极Cu棒溶解。答案:(1)Cu石墨(或Ag)AgNO3溶液(2)正负(3)Ag电极变粗Cu2+Cu棒溶解,探究任务一,探究任务二,规律方法点拨1.比较金属的活动性强弱(1)依据:原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。(2)应用:如有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生,由原电池原理可知,金属活动性AB。2.加快氧化还原反应速率如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快;如加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu,附着在锌片上形成原电池也可以加快反应速率。,探究任务一,探究任务二,3.设计原电池(1)依据:已知一个氧化还原反应,首先通过分析找出氧化剂、还原剂,一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化),氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。,探究任务一,探究任务二,探究任务一,探究任务二,成功体验2有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:,探究任务一,探究任务二,由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A.abcdB.bcdaC.dabcD.abdc解析:装置一是原电池,a极质量减小,说明a极金属易失去电子形成离子,故a极金属比b极金属活泼;装置二没有形成原电池,可知b比c活泼,且c位于金属活动性顺序中氢的后面;装置三和四均形成原电池,易知d比c活泼,d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc。答案:C,1,2,3,4,5,1.下列叙述正确的是()A.原电池的负极发生得电子的还原反应B.原电池中较活泼的金属作正极C.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成D.原电池中发生氧化反应的电极是负极解析:原电池的两极可以是两种活动性不同的金属,也可以是由金属与非金属(例如石墨)组成,原电池的负极失去电子发生氧化反应,故A、B、C三项错误;只有D项正确。答案:D,1,2,3,4,5,2.下列装置中,能构成原电池的是()A.只有甲B.只有乙C.只有丙D.除乙均可以解析:甲装置不能构成闭合回路,乙装置两极材料相同,丁装置酒精是非电解质,只有丙装置具备原电池的构成条件。答案:C,1,2,3,4,5,3.能源可分为一次能源和二次能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断,下列叙述正确的是()A.天然气是二次能源B.石油是二次能源C.电能是一次能源D.水流是一次能源解析:根据定义,天然气、石油、水流是自然界中存在的,都是一次能源,电能由其他能转化而来,是二次能源。答案:D,1,2,3,4,5,4.A、B、C都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为()A.ABCB.ACBC.BACD.BCA解析:A能从C的盐溶液中置换出C金属,金属活动性:AC。A与B组成原电池时,B为负极,则金属活动性:BA。答案:C,1,2,3,4,5,5.(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,可观察到铜片(填“有”或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A),组成一个原电池,负极为,正极的电极反应式为。(2)如果烧杯中最初装入的是2molL-1500mL的稀硫酸,构成铜锌原电池(见图B,假设产生的气体没有损失),当在标准状况下收集到11.2L的氢气时,则此时烧杯