人教版必修2 第2章第2节 化学能与电能 课件(75张)

4．下列关于铜锌稀硫酸构成的原电池的有关叙述，错误的 是( )
A．锌为负极，锌发生氧化反应 B．铜为正极，铜不失去电子 C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应 D．外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极 【解析】 在铜—锌—稀硫酸构成的原电池中，锌是负极， 铜是正极，所以锌极发生氧化反应；铜电极上是溶液中的阳离 子H＋得电子，发生还原反应；外电路电子的流向应该是由负 极流向正极。 【答案】 C
(2)实例——氢氧燃料电池： 负极： 氢气失电子，正极： 氧气 得电子，电解质是氢氧
化钾或硫酸。
[对应练习]
5．(双选)日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌
皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电 极反应式可简化为：
Zn－2e－ Zn2＋，2NH＋2e－
1．下列装置属于原电池的是________。
【解析】 只要溶液中的H＋在Cu极上得到Zn失去的电子 发生还原反应，电子就会由Zn流向Cu而形成电流，就属于 原电池，而与Cu、Zn之间有无导线连接无关，所以它们都 是原电池。
【答案】 ABCDE
探究点二 电极方程式的书写 1．一般电极反应式的书写
(1)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。 答：有些电池中的电极材料不发生反应，只起导电作用， 如燃料电池，一般都是用惰性电极。 (2)书写电极方程式时，要遵循哪些规律： 答：原子守恒(质量守恒)、电荷守恒和正负极得失电子总 数相等。
2．比较金属活泼性强弱： (1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反 应，不活泼金属作正极，发生还原反应。 (2)实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸 中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生。由原电池原理可 知，金属活动性A>B。
3．用于金属保护： (1)原理：使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。 (2)实例：要保护一个铁制的输水管道，可用导线将其与 一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 4．原电池的设计 已知一个氧化还原反应，分析找出氧化剂、还原剂，一般 还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液 中的阳离子)在正极上被还原。
(2)煤燃烧是 放热 反应，是 化学能 转化为 热能 的过
程。
(3)石灰石分解是 吸热反应，是 热能 转化为 化学能 的过程。
(4)水在通电条件下发生分解反应，生成H2和O2，是 电能 转化为 化学能 的过程。
2．氧化还原反应 (1) 还原剂 ：失(失去电子)——高(化合价升高)——氧(发 生氧化反应)； (2)氧化剂：得(得到电子)——低(化合价降低)——还(发生 还原反应)
答：不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的金属 ②电解质溶液③形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行 的氧化还原反应。
(2)在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜， 再由铜通过电解质溶液到达锌吗？
答：电子只能在两极和外电路中流动，不能进入溶液，在 溶液中是阴阳离子的定向移动。
(3)原电池内部阴、阳离子是如何移动的？原因是什么？ 答：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。这是因为负 极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近 有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电 子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极 附近阴离子数目相对增多，带负电荷，所以溶液中的阳离子 要移向正极。
[对应练习] 3．原电池产生电流的本质原因是( ) A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子 B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接 C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子 D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移 【解析】 电子的定向移动产生电流，将氧化还原反应中 的电子通过导线传递，就形成了电流。 【答案】 D
标况下的H2应该有0.2 mol电子转移。
【答案】 D
探究点三 原电池原理的应用) 1．加快氧化还原反应的速率： (1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进 行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增 大。 (2)实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴 入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
2NH3↑＋H2↑(NH3与
Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的
是( )
A．Zn为正极，碳为负极 B．Zn为负极，碳为正极 C．工作时，电子由碳棒经过导线流向Zn皮 D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀家用电 器
【解析】 由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生 还原反应或根据原电池形成的条件，相对活泼(指金属性)的 一极为负极，相对不活泼的一极为正极，故选项B正确。在 外电路，电子从负极流向正极，故选项A、C不正确。长时 间连续使用该原电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2 不断吸收H2而生成H2O，糊状物也越来越稀，故其很可能流 出腐蚀家用电器，故选项D是正确的。
(2)非电解质是指在 水溶液里和熔融状态下
都不能
够导电的化合物，如乙醇、蔗糖、NH3、CO2等均是非电解 质。
4．能源是现代人类生存和发展不可缺少的。请回答下列
有关问题：
(1) 人 类 利 用 能 源 分 为 三 个 阶 段 ， 即 ________ 、 ________
、________。
(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。
目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源
的是________。
A．石油
B．煤
C．天然气
D．生物质能
(3) 有 人 对 能 源 提 出 了 以 下 看 法 ， 你 认 为 合 理 的 是
________。
A．化石能源属于不可再生能源，只会越用越少
B．生物质能是一种可再生能源，有广泛的前景
C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源 D．我国人口众多、能源资源相对匮乏、环境承载能力较 弱，因此要建设节约型社会 【解析】 人类利用能源的三个阶段在教材中有介绍；生 物质能不属于化石能源。 【答案】 (1)柴草时期 化石能源时期 多能源结构时期 (2)D (3)ABCD
一、一次能源和二次能源
分类
定义
举例
一次能 直接 从自然界中取 流水 、 风力 、原煤 、
源 得的能源
、天石然油气等
二次能 一次能源经 加工 、 源 转换得到的能源
电力 、 蒸汽 等
[对应练习] 1．下列能源中 ①风力，②原煤，③天然气，④石油，⑤电力，⑥流水， ⑦蒸汽。其中(填序号)： 一次能源是：________；二次能源是：________。 【答案】 ①、②、③、④、⑥ ⑤、⑦
【答案】 C
探究点一 原电池的工作原理和构成条件 1．原电池的工作原理
(1)反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (2)电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极。 (3)离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极 移动。
(1)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，插入电解质 溶液中就能构成原电池吗？
答：该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：
氧化反应(负极反应)：Fe－2e－
Fe2＋。
还原反应(正极反应)：2Fe3＋＋2e－
2Fe2＋。
故Fe作负极，活泼性比Fe差的材料作正极，如Cu、C等，
FeCl3溶液作电解质溶液。如图：
3．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成
原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时
【答案】 C
二、化学能转化为电能 1．化学能转化为电能的两种方式 (1)燃煤发电
缺点：污染环境、低效。 (2)原电池：将 化学 能直接转化为电能 优点：清洁、高效。
2．原电池 (1)按要求完成下列实验，并填表：
实验步 骤
现象
解释或 说明
【答案】 (从左到右，从上到下)锌片逐渐溶解，表 面有气泡；铜片表面无气泡 锌片逐渐溶解，铜片表 面有气泡，电流表指针发生偏转 两锌片逐渐溶解且 表面都有气泡，电流表指针不偏转 无现象 锌与稀 硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能 锌与稀硫酸 反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流 锌与稀 硫酸反应产生氢气，但导线中无电流 乙醇是非电解 质，与Zn、Cu都不反应
2H2O
D．该电池工作中，消耗了2.24 L H2(标准状况)，则有0.1
mol电子转移
【解析】 本题主要考查电化学知识，点考查氢氧燃料
电池，氢氧燃料电池正极负反应方程式分别为：正极：O2＋
2H2O＋4e－
4OH－，负极：2H2＋4OH－－4e－
4H2O，KOH没有消耗，所以物质的量不变。消耗2.24 L
2．下列叙述不正确的是( ) A．根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最 小的一种二次能源 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧 化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
【解析】 氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源。 电能也是二次能源，且使用方便、污染最小，A、B都正确。 以煤为原料，火力发电的能量转化过程为：
【答案】 BD
6．汽车的启动电源常用铅蓄电池，共放电时的原电池反
应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O，根据此
反应判断，下列叙述中正确的是( )
A．Pb是正极
B．PbO2得电子，被氧化
C．负极反应是Pb＋SO－2e－
PbSO4
D．电池放电时，溶液的酸性增强
【解析】 从铅蓄电池的放电反应可以看出：放电过程中 Pb 失 去 电 子 变 为 Pb2 ＋ ， 发 生 氧 化 反 应 ， 因 而 Pb 是 负 极 ； PbO2得到电子发生还原反应，被还原；反应过程中消耗了 H2SO4，使溶液的酸性减弱。
(1)在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量的锌 块，目的是什么？