高中化學第2章化學鍵化學反應與能量2.3.2化學反應為人類提供能量省公開課一等獎新名師獲獎PP

第2課時化學反應為人類提供能量第1頁目標導航預習導引第2頁目標導航預習導引1.化學能轉(zhuǎn)化為電能(1)觀察下列圖,完成表格

第3頁目標導航預習導引第4頁目標導航預習導引(2)以銅鋅原電池為例,分析原電池工作原理,完成下表(3)常見電池①干電池:又稱一次電池。②蓄電池:又稱二次電池。③燃料電池:其能量轉(zhuǎn)化率高,對環(huán)境無污染。第5頁目標導航預習導引預習交流干電池是我們生活中慣用電池,你知道它正、負極分別是什么嗎?答案:正極為碳棒(石墨),負極為鋅筒。第6頁目標導航預習導引2.化學能與其它形式能之間轉(zhuǎn)化(2)物質(zhì)燃燒發(fā)光放熱是化學能轉(zhuǎn)化為光能和熱能,植物光合作用是光能轉(zhuǎn)化為化學能。(3)人生命活動所需能量是營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生各種化學反應釋放出來。第7頁問題導學即時檢測一二一、原電池形成條件及工作原理活動與探究探索組成原電池條件,完成以下結(jié)論:問題一:以下圖示裝置能夠產(chǎn)生電流是

。

結(jié)論一:形成原電池條件之一是:

。

①②③

活動性不一樣兩個電極

第8頁問題導學即時檢測一二問題二:以下圖示裝置能夠產(chǎn)生電流是

。

結(jié)論二:形成原電池條件之二是:

。

⑤

電極需插進電解質(zhì)溶液中

第9頁問題導學即時檢測一二問題三:以下圖示裝置能夠產(chǎn)生電流是

。結(jié)論三:形成原電池條件之三是:

。

⑦

必須形成閉合回路

思索:經(jīng)過上述分析,你能總結(jié)出原電池形成條件嗎?結(jié)論:(1)

;(2)

溶液;(3)形成

(導線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液);(4)自發(fā)氧化還原反應(本質(zhì)條件)。

活動性不一樣兩電極

電解質(zhì)

閉合回路

第10頁問題導學即時檢測一二遷移與應用例1以下各裝置能組成原電池是(

)解析:A中兩個電極都是Zn,活動性相同,無法形成原電池;B中滿足原電池形成條件,可形成原電池;C中酒精是非電解質(zhì),在其中不存在自由移動離子,也不能形成原電池;D中沒有形成閉合回路,也不能形成原電池。答案:B第11頁問題導學即時檢測一二遷移訓練1以下相關原電池敘述正確是(

)A.把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能,發(fā)生氧化還原反應B.電子從活潑金屬流向不活潑金屬,不活潑金屬為負極C.外電路中電子從負極流向正極D.正極發(fā)生氧化反應答案:C解析:原電池是化學能轉(zhuǎn)化為電能裝置,故A錯誤。原電池中普通活潑金屬作負極,失電子,電子沿導線流向正極;負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,故B、D錯誤,C正確。第12頁問題導學即時檢測一二1.原電池工作原理(以鋅銅原電池為例)第13頁問題導學即時檢測一二2.原電池正、負極判斷(1)依據(jù)原電池兩極材料普通,較活潑金屬作負極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);較不活潑金屬或可導電非金屬(石墨等)作正極。(2)依據(jù)電流方向或電子流向外電路中,電流由原電池正極流向負極;電子則由原電池負極流向正極。(3)依據(jù)內(nèi)電路離子遷移方向陽離子移向原電池正極;陰離子移向原電池負極。(4)依據(jù)原電池中反應類型得電子,發(fā)生還原反應反應物在正極;失電子,發(fā)生氧化反應是負極。第14頁問題導學即時檢測一二(5)依據(jù)相關現(xiàn)象變粗(有金屬析出)或冒氣泡(如H2)電極是正極;電極本身被消耗或質(zhì)量減小是負極。尤其注意依據(jù)電極材料判斷正、負極時候要切記該結(jié)論含有一定不足,比如Mg、Al和NaOH溶液組成原電池,卻是相對不活潑Al作負極,較活潑Mg作正極,原因是Mg與NaOH溶液不反應,而Al與NaOH溶液反應;再如Cu、Fe和濃硝酸組成原電池,相對不活潑Cu作負極,較活潑Fe作正極,原因是常溫下Fe在濃硝酸中鈍化,而Cu可與濃硝酸反應。第15頁問題導學即時檢測一二二、原電池原理在化學、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用活動與探究(1)試驗室制取H2,用純鋅還是用粗鋅?為何?答案:用粗鋅。因為粗鋅制取H2速率比純鋅快,原因是粗鋅中雜質(zhì)和鋅、稀硫酸(或鹽酸)形成原電池,加緊了鋅腐蝕,使產(chǎn)生H2速率加緊。(2)利用Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2能否設計成原電池?若能,請畫出圖示,標出電極材料名稱、正負極、電子流向及電解質(zhì)溶液。若不能說明理由。答案:能(如右圖)。第16頁問題導學即時檢測一二(3)談一談你還知道原電池原理有哪些應用?答案:①比較金屬活動性次序;②金屬防護;③制造化學電源等等。第17頁問題導學即時檢測一二遷移與應用例2有A、B、C、D四塊金屬片,進行以下試驗:①A、B用導線相連后,同時浸入稀硫酸中,A極為負極;②C、D用導線相連后,同時浸入稀硫酸中,電流由D→導線→C;③B、C相連后,同時浸入稀硫酸中,C極產(chǎn)生大量氣泡;④B、D相連后,同時浸入稀硫酸中,D極產(chǎn)生大量氣泡。據(jù)此,判斷四種金屬活動性次序是(

)A.A>B>C>D B.A>C>D>BC.C>A>B>D D.B>D>C>A解析:A、B形成原電池,A為負極,活動性:A>B;C、D形成原電池,電流由D→導線→C,活動性:C>D;B、C形成原電池,C極產(chǎn)生大量氣泡,活動性:B>C,綜上可知活動性:A>B>C>D。答案:A第18頁問題導學即時檢測一二遷移訓練2將金屬A和金屬B分別放入稀硫酸中都有氫氣生成。若將金屬A和金屬B相連后投入稀硫酸中發(fā)覺A被腐蝕,B未被腐蝕,關于A、B敘述正確是(

)A.金屬活動性:A<BB.還原性:B>AC.在后者裝置中金屬A發(fā)生還原反應,金屬B發(fā)生氧化反應D.金屬B表面有顯著氣泡產(chǎn)生,金屬A溶解答案:D解析:金屬A和金屬B相連投入稀硫酸中,形成原電池,A被腐蝕說明A失去電子,被氧化,作負極,則A比B金屬活動性強,還原性A強于B,故A、B、C錯誤;原電池中,H+在正極B上得到電子,生成H2,B表面有顯著氣泡產(chǎn)生,A溶解,故D正確。第19頁問題導學即時檢測一二1.原電池原理常見應用考查(1)加緊氧化還原反應速率:如試驗室用粗鋅粒和稀硫酸反應制H2。(2)比較金屬活動性強弱:如有兩種金屬A和B,用導線連接后插入到稀硫酸中,觀察到A極溶解,B極上有氣泡產(chǎn)生,金屬活動性:A>B。(3)保護金屬:將被保護金屬與比其活潑金屬相連,形成原電池后該金屬作正極被保護,如將鋅塊鑲嵌在輪船甲板上。(4)制造化學電源:如原電池設計。第20頁問題導學即時檢測一二2.原電池設計思緒(1)以自發(fā)進行氧化還原反應為基礎。(2)分析氧化還原反應從中找出氧化劑和還原劑,并把氧化還原反應分解為氧化反應和還原反應兩個半反應,從而確定電極反應。(3)以電極反應為依據(jù),依據(jù)原電池工作原理確定電極材料和電解質(zhì)溶液。通常,還原劑為負極材料,氧化劑為電解質(zhì)溶液中某種陽離子,正極材料比負極材料活動性弱或選石墨作電極。(4)畫出原電池裝置簡圖。第21頁問題導學即時檢測12341.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度稀硫酸中一段時間,以下敘述不正確是(

)A.兩燒杯中鋅片均部分溶解B.甲中銅片是正極,乙中鋅片是負極C.兩燒杯中溶液pH均增大D.產(chǎn)生氣泡速率乙比甲慢答案:B解析:本題考查對原電池形成條件,正、負極,電極反應和反應現(xiàn)象判斷;乙中未形成閉合電路,不能組成原電池,只是鋅直接與稀硫酸反應;而甲中組成了原電池,銅為正極,鋅為負極,產(chǎn)生H2速率比乙中快,所以A、C、D正確,B錯誤。第22頁問題導學即時檢測12342.有a、b、c、d四個金屬電極,相關試驗裝置及部分試驗現(xiàn)象以下:由此可判斷這四種金屬活動性次序是(

)A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c第23頁問題導學即時檢測1234答案:C解析:裝置一是原電池,a極質(zhì)量減小,說明a極金屬失電子形成離子,故a極金屬比b極金屬活潑;裝置二沒有形成原電池,可知b比c活潑,且c位于金屬活動性次序中氫后面;裝置三和四均形成原電池,易知d比c活潑,d比a活潑。所以這四種金屬活動性次序為d>a>b>c,選C。第24頁問題導學即時檢測12343.鋅銅原電池裝置如圖所表示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子經(jīng)過。以下相關敘述正確是(

)A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后,甲池c()減小C.電池工作一段時間后,乙池溶液總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別經(jīng)過交換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡答案:C第25頁問題導學即時檢測1234第26頁問題導學即時檢測12344.利用生活或試驗室中慣用物品,依據(jù)氧化還原反應知識和電學知識,自己動手設計一個原電池。填寫以下空白:(2)試驗用具:電極(

、

)、稀硫酸、

、

(填寫所缺試驗用具)、耳機(或者電流計)。

(3)試驗裝置第27頁問題導學即時檢測1234(4)原理分析①按如圖所表示連接好試驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發(fā)出,假如沒有,可將原電池兩個電極中一極接觸耳機插頭上一極(注意:接觸同時耳機另一個極是連接在原電池另一個電極上),這時能夠聽見耳機發(fā)出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是:在原電池中,由化學能轉(zhuǎn)化為

。

②假如將裝置中耳機改為電流計,則鐵釘應該接電流計

極,電極反應