高中化學(xué)魯科版有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第二章官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng)烴的衍生物 校賽得獎(jiǎng)

第二節(jié)化學(xué)能與電能第1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)知識(shí)一、一次能源和二次能源1.一次能源：從自然界中取得的能源，如等。2.二次能源：一次能源經(jīng)過得到的能源，如等。其中是應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的二次能源。二、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.燃煤發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化（1）過程：能eq\o(\s\up7(燃燒),\s\do0(→))能eq\o(\s\up7(蒸汽),\s\do0(→))能eq\o(\s\up7(發(fā)電機(jī)),\s\do0(→))能（2）（氧化還原反應(yīng)）是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。2.原電池實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銅片：鋅片：電流表：結(jié)論有產(chǎn)生，裝置中轉(zhuǎn)化為__________（1）實(shí)驗(yàn)（2）概念：把的裝置。（3）工作原理

氧化反應(yīng)Zn=Zn2+＋2e－負(fù)極正極電解質(zhì)溶液銅鋅原電池

還原反應(yīng)2H+＋2e－=H2↑不斷溶解陽(yáng)離子移向失e－，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生②負(fù)極電極材料：負(fù)極電極反應(yīng)：電子，發(fā)生電極反應(yīng)式：正極電極材料：正極電極反應(yīng)：電子，發(fā)生電極反應(yīng)式：電池反應(yīng)：③原電池構(gòu)成條件：①②③④電子流向：負(fù)極eq\o(\s\up7(沿導(dǎo)線),\s\do0(→))正極⑤離子流向：陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極⑥實(shí)質(zhì)：能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，化學(xué)能eq\o(\s\up0(eq\o(\s\up7(化學(xué)電池),\s\do0(→))),\s\do6(氧化還原反應(yīng)))電能⑦正確判斷原電池正、負(fù)極的方法a.根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷：。b.根據(jù)電流方向或電子移動(dòng)方向判斷：。c.根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷：。d.根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：。e.根據(jù)現(xiàn)象判斷：。典例導(dǎo)析【例1】（1）下列A、B、C、D裝置中的電解質(zhì)溶液均為稀硫酸，能構(gòu)成原電池的是（）（填編號(hào)）（2）A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。①

B中Cu極電池反應(yīng)式為。②

C中被溶解的金屬是，總化學(xué)反應(yīng)方程式為。③

A、B、C中鐵被溶解的速率，由大到小的順序是?！纠?】某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。方案一：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時(shí)放入稀H2SO4（或稀鹽酸）中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的金屬活動(dòng)性。該原理的離子方程式是______________________________________。方案二：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們的金屬活動(dòng)性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式：；負(fù)極反應(yīng)式：。結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu金屬活動(dòng)性的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案（與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同）：_______________________________________________。用離子方程式表示其反應(yīng)原：。課堂鞏固1.在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是（）A.銅片上發(fā)生了還原反應(yīng)B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.正極附近的SOeq\o(\s\up0(2-),\s\do0(4

))

濃度逐漸增大2.下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)，你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是（）A.

2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑B.

2H2＋O2=2H2OC.

Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑D.

CH4＋2O2→CO2＋2H2O3.下列有關(guān)原電池的敘述，正確的是（）A.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C.在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原D.原電池放電時(shí)，外電路中電流方向是從負(fù)極到正極4.下列各組電極均用導(dǎo)線相連，分別插入對(duì)應(yīng)溶質(zhì)的溶液中，其中不能組成原電池的是（）選項(xiàng)ABCD電極Zn、CCu、AgZn、CuMg、Al溶液硫酸硝酸銀蔗糖氫氧化鈉5.100mL2mol·L－1的鹽酸與過量的鋅反應(yīng)，為加快速率，又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可采用的方法是()A．加入適量的6mol·L－1的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量的蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液6.如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是()A．B極為原電池的正極B．A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C．C中陽(yáng)離子向A極移動(dòng)D．A極發(fā)生氧化反應(yīng)晨記關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)1．構(gòu)成原電池的條件(1)具有活潑性不同的兩個(gè)電極；(2)兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中；(3)形成閉合回路；(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。2．原電池原理的記憶口訣原電池有兩極，活潑金屬作負(fù)極；負(fù)極氧化正還原，電子由負(fù)流向正。3．燃料電池中，通可燃物的一極為負(fù)極，通氧氣的一極為正極。答案基礎(chǔ)知識(shí)：略典例導(dǎo)析：【例1】（1）A、B、C符合原電池的構(gòu)成條件，D沒有構(gòu)成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池．

故選ABC；

（2）①該電池中，鐵失電子生成二價(jià)鐵離子進(jìn)入溶液，鐵片逐漸溶解，所以鐵作負(fù)極，銅作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑．

故答案為：2H++2e-=H2↑；

②該電池中鋅失電子生成鋅離子進(jìn)入溶液，所以鋅逐漸溶解，鋅作負(fù)極，鐵作正極，

電池反應(yīng)式為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故答案為：Zn；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；

③通過以上分析知，B裝置加快了鐵片的溶解，C裝置減慢了鐵片的溶解，所以反應(yīng)速率由大到小的順序是B＞A＞C．

故答案為：B＞A＞C．【例2】方案Ⅰ：鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，離子方程式為Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案為：Fe+2H+═Fe2++H2↑；

方案Ⅱ：利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，因鐵比銅活潑，負(fù)極為鐵，正極為銅，電解質(zhì)溶液可為酸或銅鹽溶液，可設(shè)計(jì)裝置圖為，負(fù)極鐵被氧化生成Fe2+，正極H+被還原生成H2，正極反應(yīng)為2H++2e-→H2↑，負(fù)極反應(yīng)為Fe=Fe2++2e-，

故答案為：；2H++2e-=H2↑；Fe=Fe2++2e-；

方案Ⅲ：根據(jù)鐵和銅的置換反應(yīng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方法如下：將鐵片置于CuSO4溶液中，一