高一化2同步案：2.2.1 化能轉化為電能

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第二節(jié)化學能與電能第1課時化學能轉化為電能【學習目標定位】1.熟悉能源的分類和化學能與電能的轉化關系。2.知道原電池是利用氧化還原反應將化學能轉化為電能的裝置,通過實驗會說明原電池的原理,會判斷原電池的正極、負極，會正確書寫電極反應式，熟知原電池的應用。一化學能與電能的轉化【導學探究】1．電能使用電器時都需要電能.電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。2．火力發(fā)電火電(火力發(fā)電）是通過____________________________燃燒，使化學能轉變?yōu)開_______，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。燃煤發(fā)電是從煤中的化學能開始的一系列能量轉換過程，該過程可表示為化學能eq\o（→，\s\up7（燃燒）)________eq\o（→，\s\up7（蒸汽))____________eq\o（→，\s\up7(發(fā)電機））________其中，________________是使化學能轉換為電能的關鍵.3．化學能與電能的直接轉化化學能可通過________________反應直接轉化成電能。歸納總結一次能源與二次能源對比能源類別定義實例一次能源太陽能、風能、地熱能、潮汐能、______、________、____________等二次能源電能（水電、火電、核電）、蒸汽能、機械能等【活學活用】1．下列說法不正確的是()A．根據(jù)一次能源和二次能源的劃分，氫氣為二次能源B．電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源C．火力發(fā)電是化學能間接轉化為電能的過程D．水力發(fā)電是將化學能轉化為電能的過程2．下列各項中，屬于一次能源的是（)①煤②石油③天然氣④煤氣⑤電力A．①②③B．①②④C．②③⑤D．③④⑤二原電池的工作原理【導學探究】1．按要求完成下列實驗，并填表：實驗步驟現(xiàn)象解釋或說明2.原電池(1)原電池的概念是將________能轉化為________能的裝置;原電池的反應本質是________________反應。（2)原電池的構成條件理論上，自發(fā)的________________反應均可構成原電池.具體條件是：①具有________________的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導電的非金屬）；②溶液：兩電極均插入____________溶液中；③導線:兩極用導線相連，形成閉合回路。(3)原電池的工作原理①根據(jù)原電池反應原理，分析下圖并填空原電池總反應式:_________________________________________________；②能量轉化過程:原電池在工作時，________極失去電子,電子通過導線流向________極，溶液中氧化性物質________電子，發(fā)生________反應，這樣氧化反應和還原反應不斷發(fā)生，________極不斷地失電子，失去的電子不斷地通過導線流向________極，被氧化性物質得到，閉合回路中不斷有____________產生，也就形成了電流，即________能轉變?yōu)開_______能。（4)原電池工作原理的應用①比較金屬活動性作負極的金屬活動性________，作正極的金屬活動性________；②改變化學反應速率如：在Zn和稀硫酸反應時,滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅能構成原電池的正負極，從而加快Zn與稀硫酸反應的速率；③設計原電池如：把Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋設計成原電池，可用________作負極,________作正極,____________作電解質溶液；④保護金屬設備如：船體是鋼鐵材料，在海水中易被腐蝕，在船體外殼焊接上比鐵活潑的金屬（如Zn)，則構成以Zn、Fe為電極的原電池,________被消耗掉而________得到保護.【歸納總結】【活學活用】3．如圖裝置中，明顯有電流產生的是(）4．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1）裝置甲中負極的電極反應式是_______________________________________________________________________________________________________。（2）裝置乙中正極的電極反應式是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)裝置丙中溶液的pH變化是__________________________________________________.（4）四種金屬活動性由強到弱的順序是________________________________________________________________________?！緦W習小結】原電池是把化學能轉化為電能的裝置.其工作原理是【當堂檢測】1．化學與能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源利用等密切相關。下列說法正確的是（)A．天然氣、石油、流水、風力、氫氣為一次能源B．無論是風力發(fā)電還是火力發(fā)電，都是將化學能轉化為電能C．PM2。5含有的鉛、鎘、鉻、釩、砷等對人體有害的元素均是金屬元素D．發(fā)展低碳經濟、循環(huán)經濟，推廣可利用太陽能、風能的城市照明系統(tǒng)2．現(xiàn)有M、N、P、E四種金屬，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋;②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導線連接放入E的硫酸鹽溶液中,電極反應為E2＋＋2e－=E,N－2e－=N2＋。則這四種金屬的還原性由強到弱的順序是（)A．P〉M>N〉E B．E〉N〉M>PC．P>N>M>E D．E〉P>M>N3．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的酸性均減弱D．產生氣泡的速率甲比乙慢4．在銅鋅原電池中(如下圖），以硫酸銅為電解質溶液，鋅為________極,電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”）反應，電極反應式為________________________________________________________________________。鋅片上觀察到的現(xiàn)象為___________________________；銅為________極，電極上發(fā)生的是________（填“氧化”或“還原")反應，電極反應式是________________________________________________________________________；銅片上觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________，原電池總反應的離子方程式為_____________________________________________。5．鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。(1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:_____________________________________________________.(2)若將（1）中的反應設計成原電池，請寫出電極反應式：正極反應：___________________________________________________；負極反應：______________________________________________________。答案精析一導學探究2．化石燃料(如煤、石油、天然氣)熱能熱能機械能電能燃燒(氧化還原反應）3．氧化還原歸納總結（從左到右，從上到下）直接從自然界中取得的能源煤石油天然氣由一次能源經過加工、轉化得到的能源活學活用1．D［水力發(fā)電是將水的機械能轉化為電能的過程。］2．A[煤、石油、天然氣等沒有經過加工或轉換而直接從自然界中取得,稱為一次能源；煤氣、電力、汽油、煤油、焦炭等，是在一次能源基礎上經過加工轉換而來的,稱為二次能源。]二導學探究1．(從左到右，從上到下)鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無氣泡鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡，電流表指針發(fā)生偏轉兩鋅片逐漸溶解且表面都有氣泡，電流表指針不偏轉無現(xiàn)象鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應產生H2,而銅則不能鋅與稀硫酸反應，但氫氣在銅片上產生,導線中有電流鋅與稀硫酸反應產生氫氣，但導線中無電流乙醇是非電解質，與Zn、Cu都不反應2．(1）化學電氧化還原(2)氧化還原①活動性不同②電解質(3）①負極氧化反應Zn－2e－=Zn2＋正極還原反應2H＋＋2e－=H2↑Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑②負正得到還原負正電子流化學電(4)①強弱③Fe銅（或石墨)FeCl3溶液④ZnFe歸納總結還原性較弱的金屬或能導電的非金屬還原反應電子流入電流流出還原性較強的金屬氧化反應電子流出電流流入活學活用3．C［依據(jù)原電池的構成條件分析可知：A選項中酒精不是電解質溶液，不能構成原電池;B選項中的兩電極材料與電解質溶液不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應,因而也不能構成原電池；D選項中的裝置沒有構成閉合回路，不能構成原電池；只有C選項中的裝置符合原電池的構成條件.]4．（1)A－2e－=A2＋（2）Cu2＋＋2e－=Cu(3）變大（4)D〉A>B〉C解析據(jù)裝置甲知活動性：A〉B，A作負極，電極反應式為A－2e－=A2＋；據(jù)裝置乙知活動性:B>C，正極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu；據(jù)裝置丙知活動性：D>A,正極反應式為2H＋＋2e－=H2↑,故c(H＋）減小，pH增大。據(jù)甲、乙、丙知活動性強弱順序：D>A>B>C。當堂檢測1．D[A項，H2不是一次能源；B項，風力發(fā)電不是將化學能轉化為電能；C項，砷不是金屬元素。]2．A[由①知,金屬還原性：M〉N；M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬還原性：P〉M;N、E構成的原電池中，N作負極，故金屬還原性：N〉E。]3．C[因乙燒杯中鋅片和銅片沒有接觸,沒有構成閉合回路，故不能構成原電池,因此乙燒杯中銅片上沒有氣泡,只有鋅片上有氣泡。因甲燒杯中鋅片和銅片用導線連接后構成原電池，加快了鋅的溶解,銅片上產生氣泡的速率比乙燒杯中鋅片上產生氣泡的速率快。又因兩燒杯中的鋅都能與稀硫酸反應產生氫氣而消耗H＋，導致兩燒杯中溶液的酸性均減弱.］4．負氧化Zn－2e－=Zn2＋鋅片溶解正還原Cu2＋＋2e－=Cu銅極變粗Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu解析CuSO4