1、专题专题1 1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第第二二单元单元 化学化学能与电能的转化能与电能的转化专题1化学反应与能量变化温故知新温故知新 P15 请回顾铜锌原电池装置的特点，写出电极请回顾铜锌原电池装置的特点，写出电极反应式和电池总反应式。反应式和电池总反应式。Zn电极电极 Zn2eZn2+氧化反应氧化反应Cu电极电极2H+2eH2还原反应还原反应电池反应：电池反应：Zn2H+Zn2+H2氧化还原反应氧化还原反应（负极）（负极）（正极）（正极）必修二必修二P20 P20 图图6-236-23一、原电池一、原电池1、原电池：、原电池：2、原电池工作原理：、原电池工作原理：（1）电极）电
2、极（2）电极反应式）电极反应式总反应式总反应式: 两极叠加、氧化还原反应两极叠加、氧化还原反应3、原电池中的基本关系：、原电池中的基本关系：（3）电路：）电路：外电路外电路内电路内电路 3、原电池中的基本关系：、原电池中的基本关系：（4）电路：正极电势高）电路：正极电势高4、形成原电池的条件、形成原电池的条件 P15 完成下列实验探究活动，分析完成下列实验探究活动，分析Zn与与CuSO4溶液的反应中的能量变化。溶液的反应中的能量变化。Zn 思考思考 该反应放出的能量除了可以转化为热能该反应放出的能量除了可以转化为热能之外，还可以转化为什么能量？之外，还可以转化为什么能量？电池效率低电池效率低不
3、能提供稳定、持不能提供稳定、持续的电流续的电流【盐桥】组成：由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝酸钾溶液构成的。微观：阻隔了氧化剂还原剂直接接触；平衡电荷。宏观：形成闭合回路；电能转化效率更高，电流、电压更加稳定。总反应：总反应：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu原电池的氧化反应和还原电池的氧化反应和还原反应分别在两个电极原反应分别在两个电极上进行，两个原电池装上进行，两个原电池装置置本质上本质上是完全相同的是完全相同的半电池：包括半电池：包括电极材料和电电极材料和电解质溶液解质溶液5、盐桥（双液）电池、盐桥（双液）电池:Cu和和Cu（2 2）盐桥的作用：）盐桥的作用： 使整个装置构成通路使整个装置构
4、成通路；平衡电荷平衡电荷（保证其连接的（保证其连接的两个半电池中的电解质溶两个半电池中的电解质溶液呈电中性）液呈电中性）（3 3）此电池的优点：）此电池的优点： 能产生持续能产生持续、稳定的电流稳定的电流，提高原，提高原电池电流效率。电池电流效率。 实验探究实验探究 P17 根据离子反应根据离子反应 Fe+ Cu2+ = Fe2+ + Cu设计一设计一个原电池，并与同学讨论解决下列问题。个原电池，并与同学讨论解决下列问题。 1、画出原电池示意图，指出正、负极。、画出原电池示意图，指出正、负极。FeCuCuSO4CuSO4FeSO4 实验探究实验探究 P17 根据离子反应根据离子反应 Fe+ C
5、u2+ = Fe2+ + Cu设计一个设计一个原电池，并与同学讨论解决下列问题。原电池，并与同学讨论解决下列问题。 2、写出该原电池的电极反应式、写出该原电池的电极反应式CuSO4FeSO4负极：负极：Fe 2e- =Fe2+ 正极：正极：Cu2+ +2e- =Cu 负极：负极：Fe 2e- =Fe2+ 正极：正极：Cu2+ +2e- =Cu CuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4电池反应：电池反应：Fe+ Cu2+ = Fe2+ + Cu二、二、 原电池的设计原电池的设计设计有盐桥的原电池的思路：设计有盐桥的原电池的思路：半电池半电池：电极材料电极材料电解质溶液电解质溶液根据根据电极
6、电极反应反应确定确定还原剂还原剂（电极材料电极材料）和氧化产物和氧化产物（电解质电解质溶液溶液）为负极的半电池为负极的半电池氧化剂氧化剂（电解质溶液电解质溶液）和还原产物和还原产物（电极电极材料材料）为正极的半电池为正极的半电池（或其它不（或其它不活泼材料）活泼材料）根据根据负极负极氧化、氧化、正极正极还原还原写出写出两极反应式两极反应式思考思考1 根据反应根据反应HClNaOH=NaClH2O是放热反应，能设计成原电池吗？为是放热反应，能设计成原电池吗？为什么？什么？思考思考2 用用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一个原电设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。池，画出示意图，写出电
7、极反应。正极：正极：2Fe32e- =2Fe2+ 负极：负极：Cu-2e- =Cu2+CuCCuSO4FeCl3CCu FeCl3练习练习1、将氧化还原反应：、将氧化还原反应： 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ： 负极负极: . 正极正极: . 稀盐酸稀盐酸C棒棒Al2Al-6e- =2Al3+6H+6e- =3H2 练习练习2、将下列氧化还原反应设计成一个原电池：、将下列氧化还原反应设计成一个原电池： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO
8、2+3H2 1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ： 负极负极: . 正极正极: . NaOH溶液溶液C棒棒Al2Al - 6e-+8OH- =2AlO2- + 4H2O6H2O 6e-6OH- 3H2氧化反应氧化反应负极负极 正极正极还原反应还原反应电子沿导线传递，产生电流电子沿导线传递，产生电流小结：原电池工作原理小结：原电池工作原理电解质溶液电解质溶液阳离子阳离子阴离子阴离子-阴阳离子定向移动，产生电流阴阳离子定向移动，产生电流(1)构成原电池两个电极的材料必须是两种金属构成原电池两个电极的材料必须是两种金属()(2)原
9、电池中电流的方向是负极原电池中电流的方向是负极导线导线正极正极()(3)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极()(4)将将Mg和和Al用导线连接放入用导线连接放入NaOH溶液，溶液，Al不断溶解，说明活不断溶解，说明活泼性：泼性：MgAl()(5)足量的足量的Zn与稀与稀H2SO4反应时，滴入反应时，滴入CuSO4溶液可以加快反应溶液可以加快反应速率，因为速率，因为c(SO4 42)增大增大()(6)增大电解质溶液的浓度，能加快原电池反应的速率增大电解质溶液的浓度，能加快原电池反应的速率()(7)所有的氧化还原反应都能设计成原电池所有的氧化还原反应都
10、能设计成原电池()(8)在原电池中，金属活动性强的电极一定作负极在原电池中，金属活动性强的电极一定作负极()正误判断正误判断(1)(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1： 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙
11、的氧化性强；C三、原电池原理应用：三、原电池原理应用：(2)(2)比较反应速率比较反应速率例例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.D (3)(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3： 下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快片腐蚀由快到慢的顺序是到慢的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)例例4： 下列装置中四块相同的下列
12、装置中四块相同的Zn片，放置一段片，放置一段时间后腐蚀速时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(4)(4)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例5：市场上出售的：市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。现有大量铁锈存在。1)“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是 。4)木屑的作用是木屑的作用是 。铁被氧化铁被氧化 与铁屑、氯化钠溶液构成与铁屑、氯化钠溶液构成 原电池，加速铁屑的氧化原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成氯化钠溶于水、形成电解质溶液电解质溶液使用使用“热敷袋热敷袋”时受热均匀时受热均匀
