高中化学第2章化学键化学反应与能量2.3.2化学反应为人类提供能量省公开课一等奖新名师获奖PP

第2课时化学反应为人类提供能量第1页目标导航预习导引第2页目标导航预习导引1.化学能转化为电能(1)观察下列图,完成表格

第3页目标导航预习导引第4页目标导航预习导引(2)以铜锌原电池为例,分析原电池工作原理,完成下表(3)常见电池①干电池:又称一次电池。②蓄电池:又称二次电池。③燃料电池:其能量转化率高,对环境无污染。第5页目标导航预习导引预习交流干电池是我们生活中惯用电池,你知道它正、负极分别是什么吗?答案:正极为碳棒(石墨),负极为锌筒。第6页目标导航预习导引2.化学能与其它形式能之间转化(2)物质燃烧发光放热是化学能转化为光能和热能,植物光合作用是光能转化为化学能。(3)人生命活动所需能量是营养物质在体内发生各种化学反应释放出来。第7页问题导学即时检测一二一、原电池形成条件及工作原理活动与探究探索组成原电池条件,完成以下结论:问题一:以下图示装置能够产生电流是

。

结论一:形成原电池条件之一是:

。

①②③

活动性不一样两个电极

第8页问题导学即时检测一二问题二:以下图示装置能够产生电流是

。

结论二:形成原电池条件之二是:

。

⑤

电极需插进电解质溶液中

第9页问题导学即时检测一二问题三:以下图示装置能够产生电流是

。结论三:形成原电池条件之三是:

。

⑦

必须形成闭合回路

思索:经过上述分析,你能总结出原电池形成条件吗?结论:(1)

;(2)

溶液;(3)形成

(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液);(4)自发氧化还原反应(本质条件)。

活动性不一样两电极

电解质

闭合回路

第10页问题导学即时检测一二迁移与应用例1以下各装置能组成原电池是(

)解析:A中两个电极都是Zn,活动性相同,无法形成原电池;B中满足原电池形成条件,可形成原电池;C中酒精是非电解质,在其中不存在自由移动离子,也不能形成原电池;D中没有形成闭合回路,也不能形成原电池。答案:B第11页问题导学即时检测一二迁移训练1以下相关原电池叙述正确是(

)A.把电能转变为化学能,发生氧化还原反应B.电子从活泼金属流向不活泼金属,不活泼金属为负极C.外电路中电子从负极流向正极D.正极发生氧化反应答案:C解析:原电池是化学能转化为电能装置,故A错误。原电池中普通活泼金属作负极,失电子,电子沿导线流向正极;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故B、D错误,C正确。第12页问题导学即时检测一二1.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)第13页问题导学即时检测一二2.原电池正、负极判断(1)依据原电池两极材料普通,较活泼金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);较不活泼金属或可导电非金属(石墨等)作正极。(2)依据电流方向或电子流向外电路中,电流由原电池正极流向负极;电子则由原电池负极流向正极。(3)依据内电路离子迁移方向阳离子移向原电池正极;阴离子移向原电池负极。(4)依据原电池中反应类型得电子,发生还原反应反应物在正极;失电子,发生氧化反应是负极。第14页问题导学即时检测一二(5)依据相关现象变粗(有金属析出)或冒气泡(如H2)电极是正极;电极本身被消耗或质量减小是负极。尤其注意依据电极材料判断正、负极时候要切记该结论含有一定不足,比如Mg、Al和NaOH溶液组成原电池,却是相对不活泼Al作负极,较活泼Mg作正极,原因是Mg与NaOH溶液不反应,而Al与NaOH溶液反应;再如Cu、Fe和浓硝酸组成原电池,相对不活泼Cu作负极,较活泼Fe作正极,原因是常温下Fe在浓硝酸中钝化,而Cu可与浓硝酸反应。第15页问题导学即时检测一二二、原电池原理在化学、工农业生产中应用活动与探究(1)试验室制取H2,用纯锌还是用粗锌?为何?答案:用粗锌。因为粗锌制取H2速率比纯锌快,原因是粗锌中杂质和锌、稀硫酸(或盐酸)形成原电池,加紧了锌腐蚀,使产生H2速率加紧。(2)利用Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2能否设计成原电池?若能,请画出图示,标出电极材料名称、正负极、电子流向及电解质溶液。若不能说明理由。答案:能(如右图)。第16页问题导学即时检测一二(3)谈一谈你还知道原电池原理有哪些应用?答案:①比较金属活动性次序;②金属防护;③制造化学电源等等。第17页问题导学即时检测一二迁移与应用例2有A、B、C、D四块金属片,进行以下试验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D→导线→C;③B、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸中,D极产生大量气泡。据此,判断四种金属活动性次序是(

)A.A>B>C>D B.A>C>D>BC.C>A>B>D D.B>D>C>A解析:A、B形成原电池,A为负极,活动性:A>B;C、D形成原电池,电流由D→导线→C,活动性:C>D;B、C形成原电池,C极产生大量气泡,活动性:B>C,综上可知活动性:A>B>C>D。答案:A第18页问题导学即时检测一二迁移训练2将金属A和金属B分别放入稀硫酸中都有氢气生成。若将金属A和金属B相连后投入稀硫酸中发觉A被腐蚀,B未被腐蚀,关于A、B叙述正确是(

)A.金属活动性:A<BB.还原性:B>AC.在后者装置中金属A发生还原反应,金属B发生氧化反应D.金属B表面有显著气泡产生,金属A溶解答案:D解析:金属A和金属B相连投入稀硫酸中,形成原电池,A被腐蚀说明A失去电子,被氧化,作负极,则A比B金属活动性强,还原性A强于B,故A、B、C错误;原电池中,H+在正极B上得到电子,生成H2,B表面有显著气泡产生,A溶解,故D正确。第19页问题导学即时检测一二1.原电池原理常见应用考查(1)加紧氧化还原反应速率:如试验室用粗锌粒和稀硫酸反应制H2。(2)比较金属活动性强弱: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,金属活动性:A>B。(3)保护金属:将被保护金属与比其活泼金属相连,形成原电池后该金属作正极被保护,如将锌块镶嵌在轮船甲板上。(4)制造化学电源:如原电池设计。第20页问题导学即时检测一二2.原电池设计思绪(1)以自发进行氧化还原反应为基础。(2)分析氧化还原反应从中找出氧化剂和还原剂,并把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应。(3)以电极反应为依据,依据原电池工作原理确定电极材料和电解质溶液。通常,还原剂为负极材料,氧化剂为电解质溶液中某种阳离子,正极材料比负极材料活动性弱或选石墨作电极。(4)画出原电池装置简图。第21页问题导学即时检测12341.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度稀硫酸中一段时间,以下叙述不正确是(

)A.两烧杯中锌片均部分溶解B.甲中铜片是正极,乙中锌片是负极C.两烧杯中溶液pH均增大D.产生气泡速率乙比甲慢答案:B解析:本题考查对原电池形成条件,正、负极,电极反应和反应现象判断;乙中未形成闭合电路,不能组成原电池,只是锌直接与稀硫酸反应;而甲中组成了原电池,铜为正极,锌为负极,产生H2速率比乙中快,所以A、C、D正确,B错误。第22页问题导学即时检测12342.有a、b、c、d四个金属电极,相关试验装置及部分试验现象以下:由此可判断这四种金属活动性次序是(

)A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c第23页问题导学即时检测1234答案:C解析:装置一是原电池,a极质量减小,说明a极金属失电子形成离子,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位于金属活动性次序中氢后面;装置三和四均形成原电池,易知d比c活泼,d比a活泼。所以这四种金属活动性次序为d>a>b>c,选C。第24页问题导学即时检测12343.锌铜原电池装置如图所表示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子经过。以下相关叙述正确是(

)A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池c()减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液总质量增加D.阴阳离子分别经过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡答案:C第25页问题导学即时检测1234第26页问题导学即时检测12344.利用生活或试验室中惯用物品,依据氧化还原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。填写以下空白:(2)试验用具:电极(

、

)、稀硫酸、

、

(填写所缺试验用具)、耳机(或者电流计)。

(3)试验装置第27页问题导学即时检测1234(4)原理分析①按如图所表示连接好试验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,假如没有,可将原电池两个电极中一极接触耳机插头上一极(注意:接触同时耳机另一个极是连接在原电池另一个电极上),这时能够听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为

。

②假如将装置中耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计

极,电极反应