高中化學(xué)同步講義必修第二冊(cè)：化學(xué)反應(yīng)與電能（精講）（原卷版）

6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能（精講）

思維導(dǎo)圖

將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)

（―概念

看本質(zhì)：有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)

看電極：兩個(gè)活潑性不同的電極

組成原電

看溶液：電解質(zhì)溶液（溶液或者熔融〉

池的條件

看回路：電極用導(dǎo)線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路

依據(jù)電極材料電子流向反應(yīng)類型離子流向?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象

負(fù)極活動(dòng)性較強(qiáng)金屬流出電子一極氧化反應(yīng)陰離子移向一極溶解的一極

正極活動(dòng)性較弱金屬流入電子一極還原反應(yīng)陽(yáng)離子移向一極質(zhì)量增加或有氣泡放出

或非金屬

池

加快氧化還原原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶

反應(yīng)的速率液中離子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互的干擾減小，使反應(yīng)速率增大

比較金屬活一般情況E負(fù)極的金屬活動(dòng)性比正極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)

動(dòng)性的強(qiáng)弱；電極質(zhì)量較少，作負(fù)極較活潑，

［有氣體生成、電極質(zhì)量不斷憎加或不變作更極，較不甚法

一二知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑H

原劑，T還原劑為負(fù)極材料（或在負(fù)極上被氧化），

應(yīng)

設(shè)計(jì)依據(jù)氧化劑（電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離種正極上被還原

用

電①電極材料：電極材料必須導(dǎo)電。

池5選擇負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料，

合適或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料

材料廠-------

②電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)

制造化學(xué)電源如各種干電池、蓄電池、燃料電池等

1

通過(guò)燃料氣體與氧氣分別在兩個(gè)電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)

能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置

定義

氫氣、甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、葡萄糖、粉等可燃性氣體

燃料氣

電解②K01TM

類

質(zhì)

型-③Li2c和Na2c。3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，其導(dǎo)電粒子是CO3L

④固體電解質(zhì)是摻雜了丫2。3的ZrO2固體，高溫下能傳導(dǎo)02一離子

得失電子守恒

電遵循三個(gè)守恒電荷守恒

極

原子守恒（質(zhì)量守恒）

反

應(yīng)直觀法：對(duì)象比較簡(jiǎn)單的原電池

燃式先確定原電池的正、負(fù)極，列出正、負(fù)極上反應(yīng)的物質(zhì),

的并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失

料書(shū)

書(shū)

寫(xiě)差值法:復(fù)雜電極反應(yīng)式===總反應(yīng)式一簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式

電寫(xiě)

方

方

池法失電子f?電荷數(shù)+n

法得失電子守恒J------------；------------

三----------氣得電子一電荷數(shù)一m

步電荷守恒電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負(fù)電荷數(shù)相等

法

原子守恒電極反應(yīng)兩邊同種原子的原子個(gè)數(shù)相等

若為酸性介質(zhì)，先補(bǔ)另一邊補(bǔ)珥0；

若為堿性介質(zhì)，先補(bǔ)0H1另一邊補(bǔ)HzO

空氣）

r.

?

圖示

2

常見(jiàn)考點(diǎn)

考點(diǎn)一瓊電池的判斷方法

考點(diǎn)二原電池的工作原理

加快反應(yīng)速率

考點(diǎn)三原電池原理的應(yīng)用上也主屬活動(dòng)性

化學(xué)反應(yīng)與電能

設(shè)計(jì)原電池

考點(diǎn)四電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

考點(diǎn)五燃料電池

考點(diǎn)一原電池的判斷方法

【例1】（2022秋?重慶沙坪壩）如圖所示裝置中屬于原電池的是

【一隅三反】

1.（2022江蘇揚(yáng)州）下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是

D.ZnSO,溶液CuSO,溶液

2.（2022遼寧）如圖所示裝置中，不能形成原電池的是

3

停1仲

銅仁］力鋅銅仁］「銀銅力力銀銅廣I力鋅

*<11~~117-IT7<Trl-ITT-rT7

A.稀硫酸B.硝酸銀C.稀硫酸D.硫酸銅

3.（2022廣東）某學(xué)習(xí)興趣小組探究電池的工作原理,組裝了以下裝置，電流表指針明顯偏轉(zhuǎn)的是

D.

考點(diǎn)二原電池的工作原理

【例2-1］（2022河南）在實(shí)驗(yàn)室中，將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表），平行插入盛有

稀硫酸的燒杯中，裝置如圖。下列說(shuō)法正確的是

I?I

稀硫酸

A.鋅片逐漸溶解B.燒杯中溶液逐漸呈藍(lán)色

C.電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片D.該裝置能將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

4

【例2-2］（2022?山東）某原電池的總反應(yīng)為Zn+2H+=Zn"+H2T,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.Zn極為負(fù)極B.田移向負(fù)極

C.可選用石墨作正極D.可選用稀硫酸作電解質(zhì)溶液

【例2-3］（2022內(nèi)蒙古）下列關(guān)于原電池的敘述中錯(cuò)誤的是

A.原電池內(nèi)部的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)

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，電子流入的一極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)

D.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬

【一隅三反】

1.（2022河南許昌）下列關(guān)于原電池的敘述中，正確的是

①構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬

②原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

③在原電池中，電子流入的一極是正極，該電極被還原

④原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極

⑤原電池工作時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)

⑥電子經(jīng)溶液從負(fù)極流向正極

A.①②⑥B.②③C.②D.②⑥

2.（2022廣西賀州）如圖為銅一鋅一稀硫酸構(gòu)成的原電池示意圖，下列說(shuō)法正確的是

電流計(jì)

A.鋅片為正極，且鋅片逐漸溶解B.電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片

C.銅片為正極，且銅片上有氣泡D.電流由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片

5

3.(2022上海閔行)如圖是課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電子流向：Zn—?電解質(zhì)溶液TCU

C.銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：2H++2e-=H2f

D.理論上，Zn片質(zhì)量減小6.5g,Cu片上析出標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LH：

考點(diǎn)三原電池原理的應(yīng)用

【例3-1](2022湖北)把A、B、C、D四塊金屬片用導(dǎo)線兩兩相連，浸入稀硫酸中組成原電池。若A、B

相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連時(shí)，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時(shí)，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相

連時(shí)，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B,則此4種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/p>

A.A>C>D>BB.A>B>C>DC.C>A>B>DD.B>A>C>D

【例3-2](2022浙江)把鋅片投入到盛有CH3coOH溶液的敞口容器里，改變下列條件，其中能加快反應(yīng)

速率的是

A.加入少量NaCl固體B.滴加少量硫酸銅溶液

C.加入少量水D.加入少量CH3coONa固體

【例3-3】(2022寧夏)理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是

占燃

A.CH4(g)+202(g)CO2(g)+2H2O(1)AH<0

B.HN03(aq)+NaOH(aq)=NaNOj(aq)+HzOCaq)AH<0

占燃

C.2H2(g)+O2(g)^^2H2O(1)AH<0

D.2FeCh(aq)+Fe(s)=3FeCb3q)AH<0

6

【一隅三反】

1.（2022浙江）把a(bǔ)、b、c、d四種金屬浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。a、b相

連時(shí)，a為正極；c、d相連時(shí)，導(dǎo)線上電流由c到d；a、c相連時(shí)，a質(zhì)量減輕；b、d相連時(shí)，b上

有大量氣泡產(chǎn)生?四種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?/p>

A.d>b>a>cB.b>d>a>c

C.d>b>c>aD.c>d>b>a

2.（2022黑龍江）a、b兩試管中分別盛裝足量等體積、等濃度的稀硫酸溶液，向a、b兩試管中加少量等

質(zhì)量的鋅粉，同時(shí)向b試管中加入少量CuSO」固體粉末，讓a、b兩試管同時(shí)開(kāi)始反應(yīng)，則產(chǎn)生H2的物質(zhì)

的量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示，其中正確的是

3.（2022秋.陜西延安）理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是

占燃

A.CH4+202CO2+2H2O

B.2FeCl3+Fe=3FeCl2

C.2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T

D.HNO3+NaOH=NaNO3+H20

4.（2022秋.江蘇宿遷.高二?？奸_(kāi)學(xué)考試）等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過(guò)量的稀硫酸，同時(shí)向a中

加入少量的CuSOq溶液，下列各圖表示的是產(chǎn)生H2的體積V與時(shí)間t的關(guān)系（其它條件相同），其中正確的

是

7

考點(diǎn)四電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

【例4】(2022海南)原電池的電極反應(yīng)不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)法中

不正確的是

A.由Al、Cu、稀H2sCh組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：AI-3e=Al3+

B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Mg-2e=Mg2+

C.由Fe、Cu、FeCb溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Fe-2e=Fe2+

D.由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e-Cu2+

【一隅三反】

1.(2022?河北)下列關(guān)于原電池說(shuō)法正確的是(C)

A.由Al、Mg、稀硫酸組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e-=Al3+

B.由Al、Mg、NaOH組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e-+3OH-=Al(OH)31

C.由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2L=Cu2+

D.由Fe、Cu、FeCb組成的原電池，其正極反應(yīng)式為：Cu-2e=Cu2+

8

2.（2022.高二單元測(cè)試）原電池的電極反應(yīng)式不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)

法錯(cuò)誤的是

A.由金屬Al、Cu和濃硝酸組成的原電池，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e=Cu2*

B.由金屬Al、Cu和稀硫酸組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e=AI3+

C.由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為A1+40H-3^=70；+2也0

D.由Fe、Cu、FeCL；溶液組成的原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e=Cu2+

3.（2022河南）原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，下列說(shuō)法中不正確

的是

A.由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，放電時(shí)SCU2-向A1電極移動(dòng)

-

B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al-3e+4OH=A1O2+2H2O

C.由Fe、Cu、NaCl溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2屋=Cu2+

D.由Al、Cu,濃硝酸組成原電池作電源，用石墨電極來(lái)電解硝酸銀溶液，當(dāng)析出ImolAg時(shí)，消耗Cu

電極32g

考點(diǎn)五燃料電池

【例5】（2022四川）MCFC型燃料電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為600?700°C,所用燃料為

H2,電解質(zhì)為熔融的K2co3。己知該電池的總反應(yīng)為2H2+Ch=2H2O,下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是

A.該電池的正極反應(yīng)式為4OH-+4e=O2f