贵州省遵义市第二中学高中化学 第二章 第二节 化学能与电能学案1 新人教版必修2.docVIP

PAGE  化学能与电能（学案一） 【学习目标】 1．了解化学能与电能的转化关系。 2．初步了解化学电池的工作原理及应用。 3．了解研制新型电池的重要性。 4．会书写简单的电极反应式和电池反应式。 【目标一】火电（间接转变） 1．我国目前发电总量构成：火电81.2%　　水电17.6%　　其他1.2%（今后水电和其他发电量会逐步增加）。 2．火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热使水汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。` 3．火力发电流程：（学生回答） 4．火力发电缺点：①转换环节多；②发电效率低；③能源浪费多；④环境污染严重等。 5．燃烧的氧化还原反应本质：（学生回答）氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起化学键重新组合，伴随有能量变化。 【思考】能否将化学能直接转化为电能呢？ 【目标二】原电池原理 1．概念：将　　　　　　　　的装置。 从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应（即符合强氧化剂与强还原剂反应生成弱的氧化剂与弱的还原剂的反应），都可设计为原电池。 2．原电池正、负极概念：以Zn|H2SO4|Cu原电池为例，如下图所示： 稀硫酸 负极（Zn）：　　　　　　　　（氧化反应） 正极（Cu）：　　　　　　　　（还原反应） 总反应：　　　　　　　　　　（氧化还原反应） 负极：较活泼的一极或电子流出的极，发生氧化反应的极。 正极：较不活泼的一极或电子流入的极，发生还原反应的极。 3．构成原电池的条件： 【实验探究】探究原电池构成条件 实验一： 【归纳小结】形成条件一：活泼性不同的两个电极。 实验二： ? 【归纳小结】形成条件二：电极需插进电解质溶液中。 实验三： 【归纳小结】形成条件三：必须形成闭合回路。 ? 【归纳总结】原电池构成的条件 （1）有一个自发进行的氧化还原反应； （2）具有不同的两极：较活泼的金属作负极，发生氧化反应，较不活泼的金属或非金属（如石墨）作正极，发生还原反应。 （3）具有电解质溶液 （4）具有导线相连组成闭合回路（或在溶液中接触） 【练习】将下列反应设计成原电池： （1）Zn与CuSO4反应：负极（材料为　　　　）：　　　　　　（　　反应） 正极（材料为　　　　）：　　　　　　（　　反应） 总反应：　　　　　　　　　　　 （2）Fe与FeCl3反应：负极（材料为　　　）：　　　　　　（　　反应） 正极（材料为　　　）：　　　　　　（　　反应） 总反应：　　　　　　　　　　　 4．原电池正负极的判断： （1）由组成原电池两极的电极材料判断，如果两极是由活泼性不同的金属作电极时，一般情况下相对活泼的金属是　　　　，活泼性较弱的金属是　　　。 【说明】此判定一定要注意实际情况，如：Mg—Al—NaOH，Al才是负极；Al—Cu—浓硝酸，Cu才是负极；如果是由金属和非金属导体（或金属氧化物导体）作电极，金属是负极，非金属导体（或金属氧化物导体）是正极。 （2）根据氧化反应、还原反应发生的位置判定，发生氧化反应的极（或失电子的极）为　　　　　，即（负失氧）；发生还原反应的极（或得电子的极）为　　　，即（正得还）。 （3）根据电子流出或电流流入的电极为　　　，相反为　　　。 （4）根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断：阳离子移向的极为　　　　，阴离子移向的极为　　　。 （5）根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为　　　，有气体或金属析出的电极为　　　　。 【说明】此规则具有相当的局限性，它对于一些非常常规的原电池的电极判定的确准确。 如Al—Cu—稀硫酸，但对目前许多的新型燃料电池的电极的判定却显得是那么的无助。 5．原电池的应用： （1）比较金属的活动性大小。一般来说，原电池的负极金属比正极金属活动性强。 （2）判断金属腐蚀的快慢： ①电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 例：下图中a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C、D烧杯中为1mol·L－1的稀硫酸。 比较A、B、C、D中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是　　　　　　　。 ②原电池中的负极金属比正极金属腐蚀的快。 ③同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶液中腐蚀的快。 （3）原电池反应速率大于化学反应速率。 例：用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（　　　）。 A．加热 B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸 C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉 （4）设计电池。从理论上说，任何氧化还原反应均可设计成原电池。