-化學(xué)反應(yīng)與電能

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1、1 / 6化學(xué)反應(yīng)與電能教案目標(biāo)：1.認(rèn)識化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系及在生活生產(chǎn)方面的應(yīng)用；2.認(rèn)識提高燃料的燃燒效率；3.開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。重 點：化學(xué)鍵與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的內(nèi)在關(guān)系；化學(xué)電池的原理及電極的判斷。難 點：化學(xué)鍵與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的內(nèi)在關(guān)系；化學(xué)電池的原理及電極的判斷。學(xué)習(xí)要點分析知識點1、能源的分類形成條件利用歷史性質(zhì)一次能源常規(guī)能 源可再生資源水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能不可再生資源煤、石油、天然氣等化石能源新能源可再生資源太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、氫能、沼氣不可再生資源核能二次能源（一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源） 電能（水電、火電、核

2、電）、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等知識點2、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化完成課本P40實驗2-4,思考問題：根據(jù)你所了解的電學(xué)知識，你知道電子是怎樣流動的嗎？你知道 如何判定裝置的正、負(fù)極嗎？答在電學(xué)中，電流的方向與電子流動方向相反，在外電路中，電流方向是正極T負(fù)極，電子流動方 向是負(fù)極T正極。電子從原電池的負(fù)極流出，經(jīng)過導(dǎo)線流入原電池的正極。電極判斷方法：活潑金屬T發(fā)生氧化反應(yīng)T向外電路提供電子T原電池的負(fù)極；較不活潑金屬（或石墨）T發(fā)生還原反應(yīng)T接受外電路提供的電子T原電池的正極1原電池的概念及探究2 / 6原電池實例3 / 6概念將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置IA-1-d.TV -1一電實質(zhì)（

3、能量轉(zhuǎn)換）化學(xué)能T電能（兩極分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電流）構(gòu)成前提能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)構(gòu)成條件兩個電極電解質(zhì)溶液“兩極”“一液”連成回路電極構(gòu)成負(fù)極：還原性相對較強(qiáng)的材料 正極：還原性相對較弱的材料Zn板負(fù)極Cu板正極電極反應(yīng)負(fù)極：失去電子，氧化反應(yīng) 正極：得到電子，還原反應(yīng)負(fù)極（Zn）：Zn - 2e- = Zn2+正極（Cu）:2H+ 2e- = H2f電荷流向電流流向外電路：電子由負(fù)極流向正極，電流方向相 反內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正 極，電流由負(fù)極流向正極。外電路：電子由Zn板經(jīng)導(dǎo)線流向Cu板 內(nèi)電路：SO42、0H-移向Zn板（負(fù) 極）；Zn2+、H+移向Cu板（正極

4、）電極反應(yīng)與 反應(yīng)總式的 關(guān)系兩個電極反應(yīng)式加合，即得反應(yīng)總式2+負(fù)極（Zn）：Zn - 2e-= Zn正極（Cu）：2H+ 2e-= H2f+ 2+總反應(yīng)：Zn+2H=Z n +Hd重要應(yīng)用1制作電池2防止金屬被腐蝕3提高化學(xué)反應(yīng)速率制作干電池、鉛蓄電池、新型咼能電 池、2科學(xué)探究一一原電池的設(shè)計 課本P41科學(xué)探究3幾種常見新型原電池化學(xué)反應(yīng)特點干電池負(fù)極：（鋅筒）：Zn-2e-=Z n2+（氧化反應(yīng)） 正極：（碳棒） ：2NH+2e = 2NHsT+H2f總反應(yīng)：Zn+2=Zn+2NHst+Hf1.一次性電池，放完電后不能再使用，內(nèi)部氧化 還原反應(yīng)不可逆。2.用KQH代替NHCI能提高性

5、能，延長壽命。鉛蓄電池（充電電 池）負(fù)極：Pb-2e-+SO4=PbSQ正極：PbQ+4H +2e-+SQ4=PbSQ+2HQ總反應(yīng)：Pb + PbQ2+ 2H2S0= 2PbSO4+ 2H201.多次使用，放完電后可再充電使用，內(nèi)部氧化 還原反應(yīng)在放電、充電時“可逆”進(jìn)行。2.鎳鎘電池壽命較鉛蓄電池長，但鎘是致癌物， 鎳鎘污染環(huán)境。鋰電池 新型電池負(fù)極：Li-e-=Li+正極：MnQ2+2e-=MnC2總反應(yīng)：Li+ MnQ2=LiMnQ1.溫度使用范圍廣，放電電壓平坦，體積小，無 電解液滲漏，并且電壓隨放電時間緩慢下降，可 預(yù)示電池使用壽命。2.適做心臟起搏器電源、高性能的手機(jī)和筆記本電腦

6、電池等。4 / 6氫氧燃料 電池電解質(zhì)溶液為30%勺氫氧化鉀溶液： 負(fù)極：2H2-4e+ 4OH-= 4H2。正極：Q2+ 4e-+ 2H20 = 4QH-電解質(zhì)溶液為酸性溶液：負(fù)極：2H2-4e = 4H+正極：02+ 4e- + 4H+=2H2Q1.能量轉(zhuǎn)化率高，理論上可高達(dá)85%90%2.無污染3.燃料儲存在外加設(shè)備甲烷燃料電池電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液：2負(fù)極：CH4+ 10OH-8e-= CO3-+ 7出0正極：2C2+ 8e-+ 4H2O = 80H-總反應(yīng)：CH + 202+ 20H-= CC3-+ 3H20【典型例題】【例1】下圖各裝置中，溶液均為稀硫酸，不能構(gòu)成原電池的是（）A

7、BCD【例2】用鋅棒、石墨和CuCb溶液組成的原電池，鋅棒為極，電極上發(fā)生的是反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），該電極反應(yīng)式為，觀察到的現(xiàn)象為；石墨為極，電極上發(fā)生的是反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），該電極反應(yīng)式為，觀察到的現(xiàn)象為；原電池反應(yīng)的離子方程式為?！纠?】把AB、C D四塊金屬泡在稀HSQ中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若A、B相連時，A為負(fù)極；C D相連，D上有氣泡逸出；A C相連時A極減輕；B、D相連，B為正極。則四種金屬 的活潑性順序由大到小排列為（）A. ACDB B. ACBD C. BDCA D. ABCD【例4】對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1 mol

8、電子通過時，理論上的兩極變化是鋅片溶解了32.5g鋅片增重32.5g銅片上析出lgH2銅片上析出1 mol H2A.和B .和C .和D .和課后提升雙基訓(xùn)練1.廢電池的污染引起人們的廣泛重視，廢電池中對環(huán)境形成污染的主要物質(zhì)是（）A.鋅B.汞C.石墨D.二氧化錳2.實驗室中制取氫氣，最好的方法是（）。5 / 6A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與濃硫酸反應(yīng)C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅（含銅、銀）與稀硫酸反應(yīng)3某金屬能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，則該金屬可能為（）A.鋁B.銅C.錫D.硅4.將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接于同一稀硫酸溶液中。下列敘述正確的是（）。A正極附近硫酸根離子

9、的濃度逐漸增大B負(fù)極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大C正極、負(fù)極硫酸根離子的濃度基本不變D正極附近硫酸根離子的濃度逐漸減少5.已知空氣-鋅電池的電極反應(yīng)為：鋅片：Zn+20H-2e-=ZnO+H0石墨：02+2Hz0+4e-=40H根據(jù)此判斷，鋅片是（）。A.負(fù)極，并被氧化B.負(fù)極，并被還原C.正極，并被氧化D.正極，并被還原6.個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu該反應(yīng)的原電池的組成正確的是（）ABCD正極ZnAgCuCu負(fù)極CuCuZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2S04CuSOFeCl27由鋁，鐵，銅，銀和稀硫酸，可以組成原電池的總數(shù)為（）。A.3種B.4種C.5種D.6

10、種&表明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強(qiáng)的敘述正確的是（）。A.在氧化還原反應(yīng)中，甲失電子比乙失電子多B.甲比乙同價態(tài)的陽離子的氧化性強(qiáng)C.甲能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣而乙不能D.將甲與乙組成原電池時，甲為正極9.X,Y,Z都是金屬，把X浸A Z的硝酸溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y為負(fù)極。X,Y,Z三種金屬的活動性順序為（）。A. XYZ B.XZY C.YXZ D.YZX10.對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1 mol電子通過時，理論上的兩極變化是（）。鋅片溶解了32.5 g鋅片增重32. 5 g銅片上析出I g H2銅片上析出1 mol H2A.和B.和C.和

11、D.和11.原電池是一種裝置。電子的流動方向是從極到極；電流方向是從極到極。12.由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池中，正極是，發(fā)生，電極反應(yīng)是；負(fù)極是， 發(fā)生，電極反應(yīng)是，總的反應(yīng)式（離子方程式）是6 / 613.干電池與充電電池的本質(zhì)區(qū)別在于：；而燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于。能力拓展1據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛應(yīng)用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染。其電池反應(yīng)為：2Zn+02=2ZnQ原料為鋅粒、電解質(zhì)和空氣，則下列敘述正確的是（）。A.鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)B.負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-=Z n2+C正極發(fā)生氧化反應(yīng)D電解液肯定不是強(qiáng)酸2.有A, B, c,D四種金

12、屬。將A與B用導(dǎo)線連接起來浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕，將A,D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈，將銅浸入B的鹽溶液中，無明顯變化，若將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此判斷這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序是（）。A. DCAB B.DABCC. DBAC D.BADC3航天技術(shù)中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的電池反應(yīng)總式都表示為：2H2+Q2=2H2 Q酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為：2H2-4e=4H+,則其正極反應(yīng)表示為：；堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)表示為：Q2+2H2Q+4e=40

13、H，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為：。4.1958年世界上第一個心臟起搏器在瑞典植入人體成功，使用壽命長達(dá)10年之久。這種能源起搏器中安裝壽命最長、可靠性最高的鋰一碳電池，這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在-56.771. 1C溫度范圍內(nèi)正常工作?，F(xiàn)已在火箭、移動電話、筆記本電腦中廣泛使用。它采用鋰和石墨作電極，四氯化鋁 鋰（LiAICI4）溶解在亞硫酰氯中（SQCI2）組成電解質(zhì)溶液。電池總反應(yīng)為：8 Li+3SQCI2=6LiCI+Li2SQ3+2S。（1）此電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為，作正極；（2）該電池用于心臟起搏器時，在生理上的作用是。參考答案雙基訓(xùn)練題號12345678910答案ADCCACBCCA11將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茇?fù)正正負(fù)7 / 612.銅還原反應(yīng)2H+2e-=H2鋅氧化反應(yīng)Zn-2e-=Z n2+ Zn+2H+= Zn 2+H213內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是否可逆反應(yīng)是否能連續(xù)進(jìn)行能力拓展1B 2B302+4H+4e-=2H20 2H2+40H-4e-=4H204(1)Li Li-e-=Li+石墨(2)起搏器遵循天然心臟的工作原理通過向心臟發(fā)送電脈沖以控制心臟的跳動