1、第2课时 化学反应为人类提供能量,第2章 第3节 化学反应的利用,学习目标定位 1.知道构成原电池的条件及工作原理。 2.了解化学能与电能的相互转化以及化学反应的其他应用。 3.了解常见的化学电源。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.下图为“即热饭盒”的结构示意图。这种饭盒使用起来非常方便，撤去底部的隔板几分钟后，饭菜就变热了，试从能量转化的角度说明其中的原理。,一、化学反应为人类提供能量,答案 当撤去隔板后，镁粉、铁粉和水相互接触，镁与水发生化学反应的方程式为Mg2H2O=Mg(OH)2H2，食物被反应放出的能量加热后变成热的食物。,答案,2
2、.铁路工人经常利用铝热剂来焊接钢轨，你能解释其中的原理吗？,答案,答案 氧化铁粉末和铝粉的混合物是常用的铝热剂。使用时先点燃镁条，镁条剧烈燃烧，放出大量的热，使三氧化二铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈反应，生成氧化铝和铁单质，并放出大量的热，反应的化学方程式为Fe2O32Al Al2O32Fe。高温下铁呈液态，可焊接断裂的钢轨。,3.火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧，使 能转变为 能；加热水使之汽化为蒸气以推动蒸汽轮机， 转化为机械能；然后带动发电机发电，机械能转化为 。 4.化工生产中通过电解 来制备烧碱、氢气和氯气，利用 能向 能的转化；物质燃烧发光是 能转化为 能；植物的光合作用是 能
3、转化为 能。,化学,热,热能,电能,饱和食盐水,电,化学,化学,光,光,化学,1.下列关于能量转换的认识中不正确的是 A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能 B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能 C.煤燃烧时，化学能主要转化为热能 D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能,答案,解析,易错警示,解析 白炽灯工作时，电能没有全部转化为光能，还转化为热能等。,易错警示 化学反应过程中常常伴有化学能转化为多种形式的能。,1.按要求完成下列实验，并填表：,二、化学能转化为电能,锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡,锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能,锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡
4、，检流计指针发生偏转,导线中有电流，化学反应中化学能转化为电能,两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，检流计指针不偏转,锌与稀硫酸反应，导线中无电流,无现象,乙醇是非电解质，导线中无电流,2.原电池 (1)原电池是利用 反应，将 能转化为 能的装置。 (2)原电池的构成条件 自发的 反应均可设计成原电池； 具有 的两个电极(金属与金属或金属与非金属导体)； 两电极均插入 溶液中； 两极用导线连成闭合回路。,氧化还原,化学,电,氧化还原,活动性不同,电解质,(3)原电池的工作原理 根据原电池反应原理，分析下图并填空：,原电池总反应式：_。 能量转化过程：原电池在工作时， 极失去电子，电子通过导线流向 _
5、极，溶液中氧化性物质 此电子，发生 反应，在闭合回路中形成电流， 能转化为 能。,Zn2H=Zn2H2,负,正,得到,还原,化学,电,相关视频,负极,2H+2e-=H2 ,氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,正极,还原反应,还原性较弱的金属或能导电的非金属,还原 反应,氧化 反应,电子流入,电流 流出,还原性较强的金属,电子 流出,电流 流入,关键提醒 (1)可以从多个角度判断原电池的正极和负极。 (2)电子只能在导体中定向移动，不能通过溶液。,2.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 两烧杯中溶液
6、的c(H)均减小 产生气泡的速率甲比乙慢 甲中 向Zn片移动，H向Cu片移动 乙中电流从Cu片流向Zn片 甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变 A. B. C. D.,答案,解析,规律总结,解析 装置甲构成CuZn原电池，装置乙未形成闭合回路，不能构成原电池，只发生Zn与稀H2SO4的反应，不能产生电流。甲中Zn为负极，Cu为正极，H向正极移动，在Cu片表面得电子被还原为H2逸出， 向负极移动。甲、乙两烧杯中都发生反应：Zn2H=Zn2H2，故c(H)减小，铜片均不发生反应，故铜片质量不变。,规律总结,规律总结 形成原电池可以加快化学反应。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换
7、出的铜和锌能构成原电池的正、负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。,3.如图所示，在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为_极，电极上发生的是_ (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。锌片上观察到的现象为_；铜为_极，电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是_；铜片上观察到的现象是_，原电池总反应的离子方程式为_。,答案,解析,规律总结,Cu22e=Cu,负,氧化,Zn2e=Zn2,锌片溶解,正,还原,ZnCu2=Zn2Cu,铜极变粗,解析 CuSO4为电解质溶液时，铜锌原电池的负极为锌，电极反应式为Zn2e=Zn2，所以锌片不断溶解，正极为铜，电极反应式为Cu22
8、e=Cu，所以铜极不断变粗，电池总反应式为ZnCu2=Zn2Cu。,规律总结,规律总结 根据原电池原理设计原电池时，先将氧化还原反应分拆成氧化反应和还原反应，再确定原电池的正负极和电解质溶液。如把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。,4.四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是 A. B. C. D.,答案,解析,规律总结,解析 相连时，外电路电流从流向，则金属活泼性大于；相连时，为正极，则金属活泼性大
9、于； 相连时，上有气泡逸出，则金属活泼性大于； 相连时，的质量减少，则金属活泼性大于，故金属活泼性由大到小的顺序为。,规律总结,规律总结 可根据原电池原理比较金属活动性，作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。,学习小结,原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是,达标检测,1.下列反应能设计成原电池的是 A.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应 B.石灰石分解反应 C.NaOH溶液与盐酸反应 D.甲烷与O2的反应,1,2,3,4,5,解析 自发的氧化还原反应才能组成原电池，故D项正确。,答案,解析,6,2.如图所示，下列叙述正确的是 A.铜是负极，铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐
10、减少 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原,1,2,3,4,5,解析 由图可知，Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极铜电极；溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；电子流向与电流方向相反。,答案,解析,6,1,2,3,4,5,答案,解析,6,3.下列说法中正确的是 A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C.原电池中电流从负极流出，从正极流入 D.原电池中的阳离子向正极移动,解析 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池中电子流出的一极是负极，发生氧化反应；电流从正极流出，从负极流入；原电池中的阳离子向正极移
11、动，发生还原反应。,4.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记下结论。其中正确的一组是 Zn为正极，Cu为负极 H向负极移动 电子是由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，则产生的H2为0.5 mol 正极的电极反应式为Zn2e=Zn2 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,答案,解析,6,1,2,3,4,5,6,解析 在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn为负极，Cu为正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为2H2e=H2，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2；在溶液中H向正极
12、移动， 向负极移动。故、错误，、正确，选B项。,5.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是 A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=Cu C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b用导线连接时，铁片做正极,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 a、b不连接，未形成原电池，Cu2与Fe在接触面上直接反应，A项正确； a、b用导线连接，铜片为正极，Cu2在该电极上得电子，铁片为负极，B项正确、D项错误； a、b连接与否，溶液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应
13、生成Fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确。,1,2,3,4,5,6,答案,解析,1,2,3,4,5,6,6.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。,根据实验现象回答下列问题： (1)装置甲中负极的电极反应式是_。,A2e=A2,1,2,3,4,5,6,解析 据装置甲知活动性：AB，A作负极，电极反应式为A2e=A2； 据装置乙知活动性：BC，正极反应式为Cu22e=Cu，由阳离子向正极移动知，Cu2向C极移动； 据装置丙知活动性：DA，正极反应式为2H2e=H2，故c(H)减小。 据甲、乙、丙知四种金属活动性：DABC。,答案,1,2,3,4,5,6,(2)装置乙中正极的电极反应式是_， 溶液中Cu2向_ (填“B”或“C”)极移动。 (3)装置丙中溶液的c(H)变化是_(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。,变小,Cu22e=Cu,C,DABC,本课结束,
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