高一化学必修Ⅱ人教新课标第二章第二节2．2化学能与电能（共22张ppt）
文档属性
| 名称 | 高一化学必修Ⅱ人教新课标第二章第二节2．2化学能与电能（共22张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-03-25 11:32:10 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应
氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应
电子从锌片流出
流入铜片
经外电路
H+
Zn2+
SO42-
阳离子:移向正极
阴离子移向负极
外电路：
一、原电池的工作原理
1．原电池： 把________转化为________的装置。
2．构成条件
(1)具有两个______不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。
(2)具有______溶液。
(3)形成_______(或在溶液中相互______)。
3．原电池的两极
负极：活泼性______的金属，发生________反应。
正极：活泼性______的金属或导体，发生________反应。
化学能
电能
活泼性
电解质
闭合回路
接触
较强
氧化
较弱
还原
注意：不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定势，如下图甲池中Mg作负极；乙池中由于镁不与强碱反应而Al和NaOH溶液的反应能自发进行，所以Al作负极。
复习
4．电极反应式的书写和电荷移动方向(见图)
(1)电极反应式的书写
负极：________，电极反应式：____________。
正极：________，电极反应式：____________。
电池总反应：_____________。
(2)电荷移动方向
电子由_____释放，经____沿导线流入____，电解质溶液中的_____移向正极，在其表面得电子被______，形成一个闭合回路。
Zn
Zn－2e－==Zn2＋
Cu
Cu2＋＋2e－==Cu
Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋Cu
负极
外电路
正极
阳离子
还原
硫酸铜溶液
化学电源的分类
类 型
一次电池
二次电池
燃料电池
只能使用一次，不能充电复原继续使用的化学电池
酸（或碱）性锌-锰干电池、银-锌纽扣电池、锂电池
放电后能充电复原继续使用的化学电池
铅蓄电池、镍-镉蓄电池、银-锌蓄电池
将燃料燃烧的化学能直接转变成电能的电池
氢氧燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池
含 义
示 例
复习
二、发展中的化学电源
负极：Zn–2e-====Zn2+
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池，一般电极不反应。
已知：PbSO4难溶于水
Pb + PbO2 + 2H2SO4 ===== 2PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e-==== PbSO4
正极：PbO2+4H++SO42-+2e-====PbSO4+2H2O
2、铅蓄电池
燃料电池的反应方程式：
2H2 + O2 ==== 2H2O
负极：2H2–4e-===4H+
3、氢氧燃料电池
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池的电极反应式该如何写？
正极：O2+4H++4e-====2H2O
负极：2H2 + 4OH--4e- ==== 4H2O
H2SO4为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应式
正极：O2 + 2H2O +4e-====4OH-
碱性条件下
——有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀
燃料从负极通入！
二、化学电源
1．化学电源是能够实际应用的原电池。作为化学电源的电池有________、________和________等。
一次电池
二次电池
(或可充电电池)
燃料电池
铅(Pb)
PbO2
3．碱性氢氧燃料电池的电极反应：
负极：__________________；
正极：__________________；
电池总反应为：__________________。
2H2＋O2===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
原电池测试
1．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
A．正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
D
2．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
C
A B C D
正极 Zn Cu Cu Zn
负极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuCl2
3．下列叙述中正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B．由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中Cu是负极
C．碱式氢氧燃料电池工作时，OH－向正极定向运动
D．铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有
0.4 mol电子通过
4．对于锌—铜—稀H2SO4组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g
③铜片上析出1 gH2 ④铜片上析出1 mol H2
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
D
A
Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋Cu
负极：Zn–2e-====Zn2+
5．有a、b、c 3种金属，将a、b放在稀硫酸中，用导线连接，电流方向由a到b。把a放在c的硫酸盐溶液中，a表面有c析出。这3种金属的活动性顺序是( )。
A．b>a>c B．a>b>c C．c>b>a D．c>a>b
6．下列各个装置中能组成原电池的是 ( )
A
B
7．有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ( )
A．DCAB B．DABC C．DBAC D．BADC
8．下列化学电池不易造成环境污染的是 ( )
A． 氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池 D． 铅蓄电池
B
A
9．对于锌一铜一稀酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( )。
①锌片溶解了32.5g ②锌片增重32.5g
③铜片上析出lg H2 ④铜片上析出1mol H2
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
10．由铝、铁、铜和稀硫酸，可以组成原电池的种数是( )。
A．2种 B．3种 C．4种 D．6种
A
B
11．下列关于原电池的叙述中，错误的是( )。
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一级是负极，发生氧化反应
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
12．实验室欲快速制取H2，应选用正确的措施是( )。
A．纯锌与稀硫酸反应
B．粗锌跟稀硫酸反应
C．粗锌跟硝酸反应
D．将浸泡过CuS04溶液的Zn跟稀硫酸反应
AD
BD
13．下列叙述正确的是( )。
A．电能是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D．干馏煤气是一级能源
14．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是( )。
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
AC
AD
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
15．由铜、锌和稀盐酸组成的原电池中：
铜是 极，发生 反应，电极反应式 ；
锌是 极，发生 反应，电极反应式 。
16．（4分）指出下列主要能量变化是怎样转化的：
(1)学校燃烧煤煮饭 ，
(2)给手机的电池充电 ，
(3)用畜电池点亮灯泡 ，
(4)电解水得到O2和H2 。
答案：正；还原 ； 2H+＋2e-＝H2↑；
负；氧化； Zn-－2e-＝Zn2+ ；
化学能变热能
电能变化学能
化学能变电能
电能变化学能
17．（7分）根据氧化还原反应Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag设计一个原电池？并判断正负极、写出各电极电极反应方程和反应的类型（画出原电池装置图）
Cu
Ag
AgNO3
负极：Cu－2e－==Cu2＋
正极： 2Ag+＋2e-＝Ag
提升：以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示。
（1） 该燃料电池的能量转化主要形式是 ；在导线中电子流动方向是 （用a、b表示）。
（2） 该电池负极发生了 反应。（填“氧化”或“还原”）
（3） 该电池能否在高温下工作？理由是： ，
（4） 该电池放电过程中，H＋ 离子从 （填“正”或“负”）极区向 （填“正”或“负”）极区迁移。
（5） 在该电池反应中，每消耗1mol O2 ，理论上能生成标准状况下的CO2 L 。
已知该燃料电池的总反应为：
C6H12O6 ＋ 6O2 ＝ 6CO2 ＋ 6H2O。
化学能转变为电能
由b到a
氧化
不能
高温能使微生物蛋白质凝固变性
负
正
22.4L
燃料从负极通入！
走近高考：一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )
A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
C
燃料从负极通入！
走近高考：“神舟七号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCFC型燃料电池。该电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为H2＋CO32－===CO2↑＋H2O＋2e－，则下列推断中，正确的是( )
A．电池工作时，CO32－向负极移动
B．电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C．正极的电极反应为：4OH－===O2↑＋2H2O＋2e－
D．通氧气的电极为阳极，发生氧化反应
A
判断原电池正、负极的方法
1、由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极
活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极；
电子流动方向是由负极流向正极。
【归纳小结】
4、电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生 (H2),或质量增加或不变为正极
3、根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应，
正极总是得电子发生还原反应。
还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应
氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应
电子从锌片流出
流入铜片
经外电路
H+
Zn2+
SO42-
阳离子:移向正极
阴离子移向负极
外电路：
一、原电池的工作原理
1．原电池： 把________转化为________的装置。
2．构成条件
(1)具有两个______不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。
(2)具有______溶液。
(3)形成_______(或在溶液中相互______)。
3．原电池的两极
负极：活泼性______的金属，发生________反应。
正极：活泼性______的金属或导体，发生________反应。
化学能
电能
活泼性
电解质
闭合回路
接触
较强
氧化
较弱
还原
注意：不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定势，如下图甲池中Mg作负极；乙池中由于镁不与强碱反应而Al和NaOH溶液的反应能自发进行，所以Al作负极。
复习
4．电极反应式的书写和电荷移动方向(见图)
(1)电极反应式的书写
负极：________，电极反应式：____________。
正极：________，电极反应式：____________。
电池总反应：_____________。
(2)电荷移动方向
电子由_____释放，经____沿导线流入____，电解质溶液中的_____移向正极，在其表面得电子被______，形成一个闭合回路。
Zn
Zn－2e－==Zn2＋
Cu
Cu2＋＋2e－==Cu
Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋Cu
负极
外电路
正极
阳离子
还原
硫酸铜溶液
化学电源的分类
类 型
一次电池
二次电池
燃料电池
只能使用一次，不能充电复原继续使用的化学电池
酸（或碱）性锌-锰干电池、银-锌纽扣电池、锂电池
放电后能充电复原继续使用的化学电池
铅蓄电池、镍-镉蓄电池、银-锌蓄电池
将燃料燃烧的化学能直接转变成电能的电池
氢氧燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池
含 义
示 例
复习
二、发展中的化学电源
负极：Zn–2e-====Zn2+
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池，一般电极不反应。
已知：PbSO4难溶于水
Pb + PbO2 + 2H2SO4 ===== 2PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e-==== PbSO4
正极：PbO2+4H++SO42-+2e-====PbSO4+2H2O
2、铅蓄电池
燃料电池的反应方程式：
2H2 + O2 ==== 2H2O
负极：2H2–4e-===4H+
3、氢氧燃料电池
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池的电极反应式该如何写？
正极：O2+4H++4e-====2H2O
负极：2H2 + 4OH--4e- ==== 4H2O
H2SO4为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应式
正极：O2 + 2H2O +4e-====4OH-
碱性条件下
——有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀
燃料从负极通入！
二、化学电源
1．化学电源是能够实际应用的原电池。作为化学电源的电池有________、________和________等。
一次电池
二次电池
(或可充电电池)
燃料电池
铅(Pb)
PbO2
3．碱性氢氧燃料电池的电极反应：
负极：__________________；
正极：__________________；
电池总反应为：__________________。
2H2＋O2===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
原电池测试
1．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
A．正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
D
2．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
C
A B C D
正极 Zn Cu Cu Zn
负极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuCl2
3．下列叙述中正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B．由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中Cu是负极
C．碱式氢氧燃料电池工作时，OH－向正极定向运动
D．铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有
0.4 mol电子通过
4．对于锌—铜—稀H2SO4组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g
③铜片上析出1 gH2 ④铜片上析出1 mol H2
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
D
A
Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋Cu
负极：Zn–2e-====Zn2+
5．有a、b、c 3种金属，将a、b放在稀硫酸中，用导线连接，电流方向由a到b。把a放在c的硫酸盐溶液中，a表面有c析出。这3种金属的活动性顺序是( )。
A．b>a>c B．a>b>c C．c>b>a D．c>a>b
6．下列各个装置中能组成原电池的是 ( )
A
B
7．有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ( )
A．DCAB B．DABC C．DBAC D．BADC
8．下列化学电池不易造成环境污染的是 ( )
A． 氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池 D． 铅蓄电池
B
A
9．对于锌一铜一稀酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( )。
①锌片溶解了32.5g ②锌片增重32.5g
③铜片上析出lg H2 ④铜片上析出1mol H2
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
10．由铝、铁、铜和稀硫酸，可以组成原电池的种数是( )。
A．2种 B．3种 C．4种 D．6种
A
B
11．下列关于原电池的叙述中，错误的是( )。
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一级是负极，发生氧化反应
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
12．实验室欲快速制取H2，应选用正确的措施是( )。
A．纯锌与稀硫酸反应
B．粗锌跟稀硫酸反应
C．粗锌跟硝酸反应
D．将浸泡过CuS04溶液的Zn跟稀硫酸反应
AD
BD
13．下列叙述正确的是( )。
A．电能是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D．干馏煤气是一级能源
14．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是( )。
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
AC
AD
一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
15．由铜、锌和稀盐酸组成的原电池中：
铜是 极，发生 反应，电极反应式 ；
锌是 极，发生 反应，电极反应式 。
16．（4分）指出下列主要能量变化是怎样转化的：
(1)学校燃烧煤煮饭 ，
(2)给手机的电池充电 ，
(3)用畜电池点亮灯泡 ，
(4)电解水得到O2和H2 。
答案：正；还原 ； 2H+＋2e-＝H2↑；
负；氧化； Zn-－2e-＝Zn2+ ；
化学能变热能
电能变化学能
化学能变电能
电能变化学能
17．（7分）根据氧化还原反应Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag设计一个原电池？并判断正负极、写出各电极电极反应方程和反应的类型（画出原电池装置图）
Cu
Ag
AgNO3
负极：Cu－2e－==Cu2＋
正极： 2Ag+＋2e-＝Ag
提升：以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示。
（1） 该燃料电池的能量转化主要形式是 ；在导线中电子流动方向是 （用a、b表示）。
（2） 该电池负极发生了 反应。（填“氧化”或“还原”）
（3） 该电池能否在高温下工作？理由是： ，
（4） 该电池放电过程中，H＋ 离子从 （填“正”或“负”）极区向 （填“正”或“负”）极区迁移。
（5） 在该电池反应中，每消耗1mol O2 ，理论上能生成标准状况下的CO2 L 。
已知该燃料电池的总反应为：
C6H12O6 ＋ 6O2 ＝ 6CO2 ＋ 6H2O。
化学能转变为电能
由b到a
氧化
不能
高温能使微生物蛋白质凝固变性
负
正
22.4L
燃料从负极通入！
走近高考：一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )
A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
C
燃料从负极通入！
走近高考：“神舟七号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCFC型燃料电池。该电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为H2＋CO32－===CO2↑＋H2O＋2e－，则下列推断中，正确的是( )
A．电池工作时，CO32－向负极移动
B．电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极
C．正极的电极反应为：4OH－===O2↑＋2H2O＋2e－
D．通氧气的电极为阳极，发生氧化反应
A
判断原电池正、负极的方法
1、由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极
活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极；
电子流动方向是由负极流向正极。
【归纳小结】
4、电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生 (H2),或质量增加或不变为正极
3、根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是失电子发生氧化反应，
正极总是得电子发生还原反应。