1、第四讲 化学反应与能量变化模块2：化学反应与电能1能源的分类分类定义实例一次能源 从自然界取得的能源流水、风力、化石能源、天然铀矿等二次能源一次能源经过 、 得到的能源电力、蒸汽等其中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。2火力发电燃煤发电的能量转化过程化学能 电能转化过程的关键是燃烧，燃烧一定是氧化还原反应(本质是 )。3原电池(1)概念：把 能转变为 能的装置。(2)工作原理(以铜锌稀硫酸原电池为例)：电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极 氧化反应铜正极 还原反应总离子反应式 (3)电子的流向：电子由负极经导线流向 极。反应本质：原电池反应的本质是 。探究
2、原电池反应的实验探究装置实验现象实验结论铜片上 铜与稀硫酸不反应锌片上 锌与稀硫酸反应铜片上 ，锌片 ，电流表指针偏转该装置将 转化为 1原电池的工作原理2原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。(2)比较金属活泼性强弱一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。：在判断原电池正负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。MgAl和稀盐酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。)AlCu和Na
3、OH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓硝酸，Cu作负极。(3)设计原电池依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、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。示例：FeCuSO4=CuFeSO4为例。题组1原电池的构成与工作原理1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2如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：Zn为正极，Cu为负极。H向负极移动。电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu。Cu极上有H2产生。若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 m
4、ol正极的电极反应式为Zn2e=Zn2。描述合理的是( )A B C D【题后归纳】原电池正、负极的判断题组2原电池原理的应用3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：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) Aabcd Bbcda Cdabc Dabdc4某原电池总反应离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是( )A正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C正极为Ag，负
5、极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液化学电源简介1干电池最早使用的化学电池是 ，它是一种 电池，放完电后不能再使用。(1)锌锰电池(2)碱性锌锰电池：将锌锰干电池中的电解质 换成湿的 ，并在构造上作了改进。2充电电池充电电池又称 电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。(1)铅蓄电池：正极材料为 ，负极材料为 ，电解质为 。(2)镍镉电池：正极材料为 ，负极材料为 ，电解质为 。(3)碱金属中的 是最轻的金属，活泼性 ，是制造电池的理想物质。 电池是新一代可充电的绿色电池。3燃料电池(1)
6、燃料电池是通过 与 分别在两个电极上发生 反应，将化学能直接转化为电能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物 ，而是由外设装备提供 和 等。(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H24OH4e=4H2O(氧化反应)； 正极：O22H2O4e=4OH(还原反应)总反应：2H2O2=2H2O题组常见化学电源的构成和基本原理分析1右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是( )A电池内部含有电解质B锌是负极，碳棒是正极C电池用完后可埋入土壤D锌锰干电池是一次性电池2燃料电池
7、是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( ) Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应方程式为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源模块2：化学反应与电能1能源的分类分类定义实例一次能源直接从自然界取得的能源流水、风力、化石能源、天然铀矿等二次能源一次能源经过加工、转换得到的能源电力、蒸汽等其中电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。2火力发电燃煤发电的能量转化过程化学能热能机械能电能转化过程的关键是燃烧，燃烧一定是氧化还原反应(本质是电子的转
8、移)。3原电池(1)概念：把化学能转变为电能的装置。(2)工作原理(以铜锌稀硫酸原电池为例)：电极材料电极名称电子转移电极反应式反应类型锌负极电子流出Zn2e=Zn2氧化反应铜正极电子流入2H2e=H2还原反应总离子反应式Zn2H=Zn2H2(3)电子的流向：电子由负极经导线流向正极。反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。探究原电池反应的实验探究装置实验现象实验结论铜片上无气泡铜与稀硫酸不反应锌片上有气泡锌与稀硫酸反应铜片上有气泡，锌片溶解，电流表指针偏转该装置将化学能转化为电能1原电池的工作原理2原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶
9、液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。(2)比较金属活泼性强弱一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。在判断原电池正负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。MgAl和稀盐酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。)AlCu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓硝酸，Cu作负极。(3)设计原电池依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、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。示例：FeC
10、uSO4=CuFeSO4为例。题组1原电池的构成与工作原理1下列装置中，能构成原电池的是(C)A只有甲 B只有乙 C只有丙 D除乙均可以2如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：Zn为正极，Cu为负极。H向负极移动。电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu。Cu极上有H2产生。若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol正极的电极反应式为Zn2e=Zn2。描述合理的是(B)A B C D【题后归纳】原电池正、负极的判断题组2原电池原理的应用3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：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产
11、生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是(C) Aabcd Bbcda Cdabc Dabdc4某原电池总反应离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是(D)A正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液化学电源简介1干电池最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一种一次性电池，放完电后不能再使用。(1)锌锰电池(2)碱性锌锰电池：将锌锰干电池中的电解质NH4C
12、l换成湿的KOH，并在构造上作了改进。2充电电池充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。(1)铅蓄电池：正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质为稀硫酸。(2)镍镉电池：正极材料为NiO(OH)，负极材料为Cd，电解质为KOH。(3)碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。3燃料电池(1)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应
13、物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H24OH4e=4H2O(氧化反应)； 正极：O22H2O4e=4OH(还原反应)总反应：2H2O2=2H2O题组常见化学电源的构成和基本原理分析1右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是(C)A电池内部含有电解质B锌是负极，碳棒是正极C电池用完后可埋入土壤D锌锰干电池是一次性电池2燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是(B) Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应方程式为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
