【鲁科版】高中化学必修二2.2.2《化学反应能量转化的重要应用——化学电池》
A.电子由铜通过导线流向锌 B.该装置是将电能转化为化学能的装置 C.锌电极发生氧化反应 D.电流由锌通过导线流向铜
【解析】选C。A项,铜作正极,锌作负极,因此电子由锌 通过导线流向铜,故错误;B项,该装置将化学能转化为 电能,故错误;C项,锌作负极失去电子,发生氧化反应, 故正确;D项,电子与电流的方向相反,因此电流由铜极 通过导线流向锌极,故错误。
(3)如果给了电池反应,正负极还可以根据化合价的改 变来判断,化合价升高的物质失电子,为负极;化合价降 低的物质得电子,为正极。
【思考·讨论】 (1)原电池原理中的“闭合回路”,其含义是什么?
提示:原电池在工作时,带电粒子是按照一定的规律,沿 一定方向运动的,应当从两方面掌握:一是溶液中的阴 离子向负极方向运动,而阳离子向正极方向运动;二是 导线上电子从负极流向正极(电流从正极流向负极)。 整个回路上带同种电荷的粒子沿一个方向不停地运动 。
【解析】选B。由题意知: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,则金属活泼性①大于②;①③相连时, ③为正极,则金属活泼性①大于③;②④相连时,②上有 气泡逸出,则金属活泼性④大于②;③④相连时,③的质 量减少,则金属活泼性③大于④,故正确顺序为①③④ ②。
第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化
第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
一、原电池的构造及原理 1.原电池原理 (1)原电池:一种利用_____________将_______________ _______的装置。 氧化还原反应 化学能直接转化
成电能
(2)原电池原理 ①氢氧燃料电池
蓄电池是一种可充电的电池,广泛应用于电动车、汽车 等行业。蓄电池放电时和充电时能量转化是否一样? 提示:不一样。放电时是化学能转化为电能,充电时是 电能转化为化学能。
知识点一 原电池的原理及电极判断 【重点释疑】 1.原理(以铜锌原电池为例)
2.正负极的判断
【易错提醒】判断正负极时应注意的几个问题 (1)活泼性强的不一定是负极,如镁和铝放入氢氧化钠 溶液中形成原电池,铝是负极;铜和铝放入浓硝酸中形 成原电池,由于铝的钝化,铜是负极。 (2)燃料电池中电极不参与反应,通入燃料的一极为负 极,通入助燃剂(一般为氧气)的一极为正极。
(2)电池的负极只能是金属材料吗? 提示:不是。燃料电池的负极就不是金属如氢氧燃料电 池负极材料为石墨。
【案例示范】 【典例】(2019·临沂高一检测)如图所示是Zn和Cu形 成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上 的记录如下,则卡片上的描述合理的是 ( )
A.①②③ B.②④ C.②③④ D.③④⑤
【素养提升】
1.如图是铅蓄电池的结构示意图,电池反应的总方程
式:Pb + PbO2 + 2H2SO4
2PbSO4↓ + 2H2O,则原电
池放电时负极反应物和正极反应物分别是什么?
提示:根据化合价变化判断,Pb的化合价升高,发生氧化 反应,作负极材料和反应物; PbO2中铅元素化合价降低 ,作正极材料和反应物。
二、原电池的设计 1.基本思路
2.具体流程
3.实例 (1)原电池设计
依据
确定 负极 确定 正极
构成闭 合回路
Zn+2H+====Zn2++H2↑
选择负极反应物:__锌__片_ 选择负极材料:__锌__片_ 选择正极反应物:__氢__离__子_ 选择正极材料:_石__墨___或__铜__片_
选择离子导体:
为Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2↓,正极反应式为 +3e-====Fe(OH)3 ↓+5OH-,故D说法正确。
FeO24 +4H2O
2.番茄是人们爱吃的水果,也是餐桌上的美食,你能想 到利用番茄来制作番茄电池吗?如图为某兴趣小组制作 的番茄电池,但电路接通后,检流计的指针发生了偏转 。下列说法正确的是 ( )
(2)如何选择离子导体?除了以上物质还缺少什么实验 用品(已有耳机)?(证据推理与模型认知) (3)实验装置如图:(科学探究与创新意识)
①按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机 是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中 的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机 的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时 可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是在原电 池中,由化学能转化为什么能?
+8H2O====2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-,
其工作F原eO理24如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.Zn极是负极,发生氧化反应
B.随着反应的进行,溶液的pH增大
C.电子由Zn极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,
形成回路
D.石墨电极上发生的反应为
+3e-+4H2O一检测)下列说法中正确的是 ( ) A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应 C.原电池中电流从负极流出,从正极流入 D.原电池中的阳离子向正极移动
【解析】选D。原电池是把化学能转化为电能的装置; 原电池中电子流出的一极是负极,发生氧化反应;电流 从正极流出,从负极流入;原电池中的阳离子向正极移 动,发生还原反应。
提示:氢气在酸性氢氧燃料电池中变为氢离子,在碱性 氢氧燃料电池中变为水;氧气在酸性氢氧燃料电池中变 为水,在碱性氢氧燃料电池中变为氢氧根离子。
知识点二 原电池原理的应用 【重点释疑】
【思考·讨论】 (1)所有化学反应,都能设计成原电池吗? 提示:不是。原电池的工作原理是使氧化还原反应中转 移的电子作定向移动,故只有自发的氧化还原反应才能 设计成原电池。
稀__硫___酸__或__稀__盐___酸_ 选择电子导体:__导__线_
实验现象
锌片__逐__渐_ _溶__解__;正 极材料__表_ _面__有___气_ _泡__生___成_。
(2)装置 ①装置
②电极反应 负正极极反反应应::_2Z_Hn_+-+_22_ee_--_==_==_==_==_ZH_n2_↑2+_,,还_氧_原_化_反_反应应。;
电子转移
电子由_负__极通过导 线流向_正__极,形成电流
2.原电池的构造
【做一做】 如图为由锌、石墨棒和硫酸铜溶液组成的原电池
(1)负极反应物是_Z_n_,_失__电子发生_氧__化__反应; (2)正极反应物是_C_u_2+_,_得__电子发生_还__原__反应; (3)工作时以上原电池中_化__学__能转化为_电__能。
0.25 mol的氢气;电子的流向是由负极流向正极,所以 应该是由Zn→Cu;正极反应式是2H++2e-====H2↑,发生 还原反应。
【母题追问】(1)若将上题图示中的电解质溶液变成 硫酸铜溶液,能否形成原电池?若能,请写出电极反应式 ;若不能,请说明理由。
提示:可以形成,只不过是溶液里的氢离子参加反应变 成铜离子参加反应。其电极反应如下:负极(Zn):Zn2e-====Zn2+;正极(Cu):Cu2++2e-====Cu。
②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流 计的什么极?电极反应是什么?另一极应该接电流计的 什么极,发生氧化反应还是还原反应?
【解析】(1)原电池的构成条件是电极、导线、电解质 溶液。负极应用铁钉或铁条,正极可选铜棒、铜钉或石 墨(如铅笔芯)等; (2)离子导体可以选择稀硫酸溶液,应盛放在烧杯中,电 子导体应用导线。
2.如图是酸性和碱性锌锰干电池示意图。
酸性和碱性电池的负极材料、负极反应是否一样? 提示:负极材料都是锌,发生的反应不一样。酸性条件 下为Zn-2e-====Zn2+,碱性条件下为Zn-2e-+2OH====Zn(OH)2。
3.以下是酸性、碱性氢氧燃料电池的示意图。
电池工作时,负极反应物氢气和正极反应物氧气在两种 电池中分别生成什么物质?
Fe(OH)3↓+5OH-
FeO24
【解析】选C。根据电池总反应,Zn的化合价升高,根据 原电池的工作原理,即锌作负极,发生氧化反应,故A说 法正确;根据电池总反应方程式,生成OH-,溶液的pH增 大,故B说法正确;根据原电池的工作原理,电子从Zn电 极流出经外电路流向石墨,电解质溶液应是阴阳离子定 向移动,没有电子通过,故C说法错误;负极电极反应式
(3)铜、锌、稀硫酸组成的原电池中,如果把稀硫酸换 成乙醇溶液,也能形成原电池。 ( ) 提示:×。原电池中的溶液需要为电解质溶液,乙醇是 非电解质。
三、原电池的分类
【微思考】 燃料电池中燃料是负极反应物还是正极反应物? 提示:负极。在燃料电池中燃料燃烧失电子作负极反应 物。氧气得电子作正极反应物。
(2)分析氧化还原反应,从中找出氧化剂和还原剂,并 把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反 应,从而确定电极反应。 (3)以电极反应为基础,根据原电池的工作原理确定电 极材料和电解质溶液。通常还原剂即为负极材料,氧化 剂为电解质溶液中的某种阳离子,正极材料必须比负极 材料的活泼性弱或选石墨作电极。
(2)若此原电池有0.5 mol电子流经导线,此时锌电极的 质量将如何变化? 提示:由原电池原理可知,锌电极的质量将减少,由Zn2e-====Zn2+可知,有0.5 mol电子流经导线时减少的质 量为16.25 g。
【迁移·应用】
1.(2019·聊城高一检测) 一种新型的电池,总反应:
3Zn+2
(2)原电池中一定是较活泼金属作负极,较不活泼金属 作正极吗? 提示:不一定,如镁条、铝条连接,插入氢氧化钠溶液中 ,形成的原电池铝作负极,镁作正极。
【案例示范】 【典例1】利用生活或实验室中常用物品,根据氧化还 原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。实 验原理:Fe+2H+====Fe2++H2↑。 (1)如何选择电池的正负极材料?(宏观辨识与微观探析 )
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2.2.2化学反应能量转化的重要应用—化学电池课件高一下学期化学鲁科版
选项 A B C D
正极 Cu Zn Cu Cu
负极 Zn Cu Zn Zn
电解质溶液
HCl CuSO4 CuSO4 ZnCl2
小试牛刀
3.氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示。关于该燃料电池的 说法不正确的是( D ) A．H2在负极发生氧化反应 B．电子从a电极经外电路流向b电极 C．供电时的总反应为2H2＋O2 ===2H2O D．燃料电池的能量转化率可达100%
构成闭 选择离子导体：HCl(H2SO4) 合回路 选择电子导体： 导线
实验装置
（
石 墨
）
电极反应
负极 正极
Zn – 2e- === Zn2+ 2H+ + 2e- === H2↑
实验现象
锌片 逐渐溶解 铜片 表面有气泡 电流表 指针偏转
新知梳理 三、化学电池
干电池(一次电池)
类 型
充电电池(二次电池)
阴离子移向
正极 O2 +4e- + 4H+=== 2H2O 阳离子移向
新知梳理 二、原电池原理的应用——设计原电池
利用所给用品设计简单的原电池 锌片，铜片，石墨棒，稀硫酸，稀盐酸； 烧杯，导线，电流表，开关。
新知梳理 二、原电池原理的应用——设计原电池
（一）基本思路
1．化学反应： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 ↑ 2．设计过程：
只有氧化还原反应才能有 电子转移，有机会形成电
流
这种装置是如何构成的呢？
氧化还原反应在这样的装置中是如何产生电流的呢？
视频导学
一、原电池
初识氢氧燃料电池
现象： 电解后产生H2、O2的两端 与电流计连接构成回路， 指针偏转。
高中化学第2章第2节化学反应与能量转化第2课时化学反应能量转化的重要应用__化学电池鲁科版必修第二册
一 原电池的构造和工作原理
[例1] 小颖同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是 ()
A．若将图1装置的Zn、Cu直接接触，Cu片上能看到气泡产生 B．图2装置中SO42−向Cu片移动 C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快 D．图2与图3中正极生成物的质量比为1∶32时，Zn片减轻的质量相等
状元随笔
1.已知原电池总反应方程式判断原电池的正、负极时，可以根据反 应类型来判断；发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为 正极。
2．一般原电池的负极材料与电解质溶液反应。
关键能力
原电池原理的应用 1．比较金属活动性强弱 一般作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱；如电极分别 为Mg和Al，电解质溶液为稀硫酸，Mg可以与稀硫酸反应放出氢气， Al也可以与稀硫酸反应放出氢气，但该原电池中Mg作负极，Al作正 极，则可知金属活动性：Mg>Al。 2．加快化学反应(氧化还原反应)速率 例如，在Zn和稀硫酸的反应中，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出 的铜与剩余的锌和稀硫酸能构成无数微小的原电池，从而加快Zn与稀 硫酸反应的速率。
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是 ()
答案：C 解析：A项、B项装置中Cu、Ag均不能与稀硫酸反应生成H2，所以铜电极上没 有气泡产生；C项装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气， 产生气泡；D项没有形成原电池，Zn表面产生气泡，Cu表面无现象。
2．如图是Zn、Cu和稀硫酸形成的原电池，下列是某兴趣小组做完 实验后，在读书卡片上记下的结论，其中正确的一组是( )
答案：C
状元随笔 此装置可以组成原电池，且a极上有大量气泡生成，则该 气体为氢气，在原电池正极产生，所以b极为负极，失去电子，发生 氧化反应。需要注意的是，活泼金属一般作负极，但不要形成“活泼 金属一定作负极”的思维定式，如铁、铜和浓硝酸形成的原电池中铁 发生钝化，作正极，而铜作负极。
鲁科版高中化学必修二2.2.2化学反应能量转化的重要应用——化学电池
第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化
第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
一、原电池的构造及原理 1.原电池原理 (1)原电池:一种利用_____________将_______________ _______的装置。 氧化还原反应 化学能直接转化
成电能
(2)原电池原理 ①氢氧燃料电池
电子转移
电子由_负__极通过导 线流向_正__极,形成电流
2.原电池的构造
【做一做】 如图为由锌、石墨棒和硫酸铜溶液组成的原电池
(1)负极反应物是_Z_n_,_失__电子发生_氧__化__反应; (2)正极反应物是_C_u_2+_,_得__电子发生_还__原__反应; (3)工作时以上原电池中_化__学__能转化为_电__能。
二、原电池的设计 1.基本思路
2.具体流程
3.实例 (1)原电池设计
依据
确定 负极 确定 正极
构成闭 合回路
Zn+2H+====Zn2++H2↑
选择负极反应物:__锌__片_ 选择负极材料:__锌__片_ 选择正极反应物:__氢__离__子_ 选择正极材料:_石__墨___或__铜__片_
选择离子导体:
蓄电池是一种可充电的电池,广泛应用于电动车、汽车 等行业。蓄电池放电时和充电时能量转化是否一样? 提示:不一样。放电时是化学能转化为电能,充电时是 电能转化为化学能。
知识点一 原电池的原理及电极判断 【重点释疑】 1.原理(以铜锌原来自池为例)2.正负极的判断
【易错提醒】判断正负极时应注意的几个问题 (1)活泼性强的不一定是负极,如镁和铝放入氢氧化钠 溶液中形成原电池,铝是负极;铜和铝放入浓硝酸中形 成原电池,由于铝的钝化,铜是负极。 (2)燃料电池中电极不参与反应,通入燃料的一极为负 极,通入助燃剂(一般为氧气)的一极为正极。
第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
一、原电池的构造及原理 1.原电池原理 (1)原电池:一种利用_____________将_______________ _______的装置。 氧化还原反应 化学能直接转化
成电能
(2)原电池原理 ①氢氧燃料电池
电子转移
电子由_负__极通过导 线流向_正__极,形成电流
2.原电池的构造
【做一做】 如图为由锌、石墨棒和硫酸铜溶液组成的原电池
(1)负极反应物是_Z_n_,_失__电子发生_氧__化__反应; (2)正极反应物是_C_u_2+_,_得__电子发生_还__原__反应; (3)工作时以上原电池中_化__学__能转化为_电__能。
二、原电池的设计 1.基本思路
2.具体流程
3.实例 (1)原电池设计
依据
确定 负极 确定 正极
构成闭 合回路
Zn+2H+====Zn2++H2↑
选择负极反应物:__锌__片_ 选择负极材料:__锌__片_ 选择正极反应物:__氢__离__子_ 选择正极材料:_石__墨___或__铜__片_
选择离子导体:
蓄电池是一种可充电的电池,广泛应用于电动车、汽车 等行业。蓄电池放电时和充电时能量转化是否一样? 提示:不一样。放电时是化学能转化为电能,充电时是 电能转化为化学能。
知识点一 原电池的原理及电极判断 【重点释疑】 1.原理(以铜锌原来自池为例)2.正负极的判断
【易错提醒】判断正负极时应注意的几个问题 (1)活泼性强的不一定是负极,如镁和铝放入氢氧化钠 溶液中形成原电池,铝是负极;铜和铝放入浓硝酸中形 成原电池,由于铝的钝化,铜是负极。 (2)燃料电池中电极不参与反应,通入燃料的一极为负 极,通入助燃剂(一般为氧气)的一极为正极。
鲁科版高中化学必修第2册 第2章 第2节 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
(4)根据原电池的两极发生的反应来判断,原电池的负极总是失去电子发生 氧化反应,原电池的正极总是得到电子发生还原反应。 (5)根据特定的现象来判断,溶解、质量减少的电极是负极,质量增加或产 生气泡的电极是正极等。 (6)有些还要根据具体的电解质溶液来进行判断,如Mg、Al与NaOH溶液组 成的原电池,由于Mg与NaOH溶液不反应,而Al可以反应,所以不是活泼性 强的Mg作负极,而是Al作负极。
还原反应两个半反应,从而确定电极 正极反应(还原反应):
反应
2Fe3++2e-===2Fe2+
设计思路
实例
以电极反应为原理,根据原电池的工 作原理确定电极材料和离子导体
负极:Cu 正极:石墨 离子导体:FeCl3溶液
画出原电池的装置简图
【素能应用】 例2对于a、b、c、d四种金属片,若a、b用导线相连浸泡在稀盐酸中,H+移 向b;c、d用导线相连浸泡在稀硫酸中,c的质量减小;a、c用导线相连浸泡在 稀AgNO3溶液中时,c上附着上一层黑色物质;d浸泡在b的硝酸盐溶液中,置 换出b的单质。这四种金属的活动性顺序由强到弱为( )
规律方法 设计原电池的基本思路
变式训练2(双选)某电池总反应为2Fe3++Cu === 2Fe2++Cu2+,不能实现该反
应的原电池是( )
A.电极材料是Fe、Cu,电解质溶液是FeCl3溶液 B.电极材料是石墨、Fe,电解质溶液是Fe2(SO4)3溶液 C.电极材料是Pt、Cu,电解质溶液是FeCl3溶液 D.电极材料是Ag、Cu,电解质溶液是Fe2(SO4)3溶液
3.(2020北京海淀首都师大附中高一月考)某氢氧燃料电池已用于航天飞机, 它是以铂作电极,KOH溶液为电解质溶液,下列叙述不正确的是( ) A.H2在负极发生氧化反应 B.燃料电池的能量转化率可达100% C.是一种高效、环保的发电装置 D.供电的总反应为2H2+O2 === 2H2O 答案 B 解析 H2在负极失电子,发生氧化反应,A正确;燃料电池虽然能量的转化率 比直接燃烧时高,但仍有一部分能量转化为热量而损耗,能量转化率小于 100%,B不正确;因为氢氧燃料电池的最终产物为水,所以它是一种高效、 环保的发电装置,C正确;氢氧燃料电池总反应为2H2+O2 === 2H2O,D正确。
新教材2020版化学鲁科版必修第二册课后练习化学反应能量转化的重要应用化学电池含解析
—化学反应能量转化的重要应学电巩固提课后夯实基轻松达1.下列说法中不正确的是()A.充电电池不能无限制地反复充电、放电B.燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池C.化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应D.铅蓄电池和锌锰干电池都是可充电电池答案D解析充电电池也是有一定寿命的,故不能无限制地反复充电、放电,A项正确;燃料电池的能量转化率高,反应产物一般不污染环境,故燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池,B项正确;化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应,其中还原剂在负极上发生氧化反应,氧化剂在正极上发生还原反应,C项正确;铅蓄电池是可充电电池,锌锰干电池不是可充电电池,D项错误。
2.在如图所示的装置中,a是金属活动性顺序中氢前面的金属(K、Ca、Na除外),b为碳棒,关于此装置的各种叙述不正确的是()+浓度减小溶液中HA.碳棒上有气体放出,B.a是正极,b是负极C.导线中有电子流动,电子从a极经导线到b极D.a极上发生了氧化反应答案B解析a是金属活动性顺序中氢前面的金属(K、Ca、Na除外),b为碳棒,该装置构成原电池,a为负极、b为正极,碳棒上氢离子得电子生成氢气,溶液中氢离子浓度减小,故A项正确;通过以上分析知,a是负极、b是正极,故B项错误;该装置构成原电池,电子从负极a沿导线流向正极b,故C项正确;a电极上金属失电子发生氧化反应,故D项正确。
3.某普通锌锰干电池的结构如右图所示。
下列说法正确的是()A.锌筒是原电池的正极B.石墨电极上发生氧化反应C.铵根离子流向石墨电极D.电子经石墨沿电解质溶液流向锌筒答案C解析锌锰干电池中,锌筒做负极,石墨做正极,选项A错误;锌锰干电池中,正极上二氧化锰得电子发生还原反应,选项B错误;原电池中阳离子定向移动到正极,故铵根离子流向石墨电极,选项C正确;电子经导线由负极锌筒流向正极石墨电极,选项D错误。
2+2++Cu,Zn+Cu则该反应的原电池组成正确的是Zn4.某原电池总反应的离子方程式是)(选项A B C D正极Zn Cu Ag Cu负极Cu Zn Cu Fe电解质CuCl CuSO HSO ZnCl24224溶液答案B2+2++Cu,锌失电子发生氧化反应,所以做负极Zn,铜离子解析该原电池发生的反应为Zn+Cu得电子发生还原反应,所以应为正极上的反应,正极材料是活泼性比Zn弱的金属或导电的非金属,离子导体是含有发生还原反应离子的电解质溶液,即溶液中必定含有铜离子。
鲁科版高中化学必修2第二章第二节课时2化学电池
充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所以可以 把上述反应写成一个可逆反应式：
Pb + PbO2 + 2H2SO4＝＝2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
负极 正极
氧化反应 还原反应
Pb+ PbO2+ 2H2SO4
2PbSO4 + 2H2O
汽车蓄电池（铅蓄电池）充电时，应 该怎样将蓄电池与外接电源相连接？
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是负极
C
镍氢（MH-Ni) 电池 负极： H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 正极： 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 +2 OH电池反应：H2 + 2NiOOH =2Ni(OH)2
电池的优点
①能量转化率较高 ②供能稳定可靠 ③可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电 池及电池组 ④使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作
衡量电池优劣的指标
• 比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电 能的多少，符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
• 比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功 率的大小，符号W/kg ,W/L
2.锌锰干电池 酸性锌锰干电池用久后会出现变软 甚至液体渗出的现象，为什么？
请谈一谈干电池有哪些优缺点。
酸性锌锰干电池的电极反应式： 负极 Zn → Zn2＋ ＋2e— 正极 2NH4＋ ＋ 2e— → 2NH3 ＋H2
氧化反应 还原反应
碱性锌锰干电池的电极反应式
负极：Zn+2OH–→ZnO+H2O+ 2e正极： MnO2+2H2O + 2e- →Mn(OH)2+2OH– 电池反应： Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2
Pb + PbO2 + 2H2SO4＝＝2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
负极 正极
氧化反应 还原反应
Pb+ PbO2+ 2H2SO4
2PbSO4 + 2H2O
汽车蓄电池（铅蓄电池）充电时，应 该怎样将蓄电池与外接电源相连接？
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是负极
C
镍氢（MH-Ni) 电池 负极： H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O 正极： 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 +2 OH电池反应：H2 + 2NiOOH =2Ni(OH)2
电池的优点
①能量转化率较高 ②供能稳定可靠 ③可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电 池及电池组 ④使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作
衡量电池优劣的指标
• 比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电 能的多少，符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
• 比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功 率的大小，符号W/kg ,W/L
2.锌锰干电池 酸性锌锰干电池用久后会出现变软 甚至液体渗出的现象，为什么？
请谈一谈干电池有哪些优缺点。
酸性锌锰干电池的电极反应式： 负极 Zn → Zn2＋ ＋2e— 正极 2NH4＋ ＋ 2e— → 2NH3 ＋H2
氧化反应 还原反应
碱性锌锰干电池的电极反应式
负极：Zn+2OH–→ZnO+H2O+ 2e正极： MnO2+2H2O + 2e- →Mn(OH)2+2OH– 电池反应： Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2
(新教材)学年鲁科版化学必修第二册教师用书：第2章 第2节 课时2 化学反应能量转化的重要应用——化学电
课时2化学反应能量转化的重要应用——化学电池目标与素养：1.理解原电池的构成和工作原理，知道如何设计原电池。
(科学探究)2.了解常见的化学电源。
(社会责任)一、初识氢氧燃料电池负极反应：2H2－4e－===4H＋。
正极反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。
此装置中的能量变化：化学能转化为电能。
稀硫酸的作用：传导电荷，导线的作用：传导电子。
二、设计原电池(以Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑为例)1．设计思路Zn为还原剂，金属锌可作为负极反应物；H＋为氧化剂，可作为正极反应物，由稀盐酸或稀硫酸作为电解质溶液提供，正极材料应选不与H＋直接发生反应的导体充当，如金属铜、石墨等。
2．实验装置示意图现象：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表指针偏转。
结论：导线中有电流通过，此装置中化学反应由化学能转化为电能。
三、原电池1．概念：利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。
2．构成条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计构成原电池。
具体条件是(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；(2)溶液：两电极均插入电解质溶液中；(3)导线：两极用导线相连，形成闭合回路。
3．常见电池(1)干电池：又称一次电池，如锌锰电池。
(2)充电电池：又称二次电池，如铅蓄电池。
(3)燃料电池的优点：其能量转换效率高，对环境无污染。
微点拨：(1)原电池中电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中电极不参加反应。
(2)金属K、Na、Ca活泼性强，不作原电池电极。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)原电池是电能转化为化学能的装置。
()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。
()(3)原电池中外电路中的电子的流向是由正极流向负极。
()(4)原电池工作时，负极发生氧化反应。
()(5)蓄电池是常见的一次电池。
()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．关于化学反应中的能量变化，下列说法不正确的是()A．化学反应中的能量变化，除热能之外，还可以是光能、电能B．化学反应中的能量变化，服从能量守恒定律C．燃料电池工作时，化学能转变为电能D．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量D[在吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，在放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量。
2.2 第2课时《化学电池》 鲁科版(2019)高中化学必修二课件47ppt
根据原电池原理和设计思路，将反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu设计成 原电池，画出装置图，并写出正负极反应式。
负极反应： Fe-2e-=Fe2+ 正极反应： Cu2++2e-=Cu
七、发展中的化学电源
1、分类
一次电池 二次电池
燃料电池
2.一次电池（又称干电池） （1电解质溶液：ZnCl2、NH4Cl、MnO2
3、一般情况下，负极材料参加电极反应时，表现为溶解、质量减轻， 但铅蓄电池放电时，负极反应为Pb+SO42--2e-=PbSO4，其质量增加
作业1： 下列哪几个装置能形成原电池？
√√
×√
×
××
作业2：
判断下列各种装置能否构成原电池？它们的正负极分别是什么？
√
负极：Mg 正极：C
√
Fe Cu
√√ √ √
原理：在原电池中，氧化反应和还原反应是分别在两极进行的，溶液 中的粒子在运动时互相间的干扰小，使化学反应加快
例题：等质量的两份锌粉a、b分别加入到 两份质量相同的过量的稀硫酸中，同时 向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图 为产生H2的体积V（L）与时间t（min）
的关系，其中正确的是（ D ）
3、设计原电池 以Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2为例
②原理
负极：Zn - 2e- = Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- = 2NH3↑ + H2↑ 总反应：Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3↑ + H2↑
铵根离子的水解反应：NH4+ + H2O ⇌NH3·H2O + H+ 铵根离子水解成的氢离子会在正极处得到电子生成氢气，会使干电池胀破， 所以要加入二氧化锰，二氧化锰会把正极上产生的氢气氧化成水，同时生 成三氧化二锰。
高中化学必修二精品课件：2.2.2 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
解析 氧气得电子发生还原反应，石墨电极是正极，锌电极是负极，A项错误，D 项正确；锌作负极，碱性条件下，负极的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO ＋H2O，B项错误；原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即OH－向Zn极移 动，C项错误。
答案 D
情境：
学习任务3 常见化学电源的特点
知识点二 常见化学电源 如图是常用的化学电源，请完成下列知识点，以对它们有所了解：
1．干电池 干电池是一种一次电池，放电后__不__能____再充电。 锌筒
石墨棒
KOH
NH4Cl
NH4Cl
2．充电电池 充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电 时可以___逆__向___进行，使电池恢复到放电前的状态。 (1)铅蓄电池 (2)锂离子电池
(3)实例：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例
【例题2】 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验 装置
部分实 a极质量减小，b极 b极有气体产生， d极溶解，c极有气体 电流从a极流
验现象
质量增大
c极无变化
产生
向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
【例题1】 在如图所示装置中，观察到电流表指针发生偏转，M棒变粗，N棒变 细，P为电解质溶液。由此判断下列M、N、P所代表的物质可以成立的是( )
解析 经分析可知该装置是原电池，其中M棒作正极，有金属单质析出，N棒作负 极，失电子溶解。A项，锌、铜、稀硫酸构成原电池，则锌是负极，M棒变细，A 项错误；B项，铁、铜、稀盐酸构成原电池，M棒上无金属单质析出，B项错误； C项，锌、银、硝酸银溶液构成原电池，则锌是负极，M棒上有银析出，C项正确； D项，铁离子得到电子转化为亚铁离子，不能析出金属，D项错误。 答案 C
鲁科版高中化学必修第二册精品课件 第2章 化学键化学反应规律 化学反应能量转化的重要应用——化学电池
(3)如果可以,则写出作原电池正极材料的名称: 石墨或铜片 ,电极反
应:负极 Zn-2e-===Zn2+
;正极
2H++2e-===H2↑
。
(4)在铜锌原电池中,以稀硫酸为电解质溶液,若工作一段时间后,锌片的质
量减少了32.5 g,则铜片表面析出了氢气 11.2 L (标准状况下),导线中
通过
1 mol电子。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
16.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题: (1)装置甲中作为正极的是 B
(填“A”或“B”)。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
B级 关键能力提升练 10.化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是( C )
A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成 B.能量变化是化学反应的基本特征之一 C.图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能 D.图Ⅱ所示的反应为放热反应
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
解析 (1)①反应中各元素化合价不变,不属于氧化还原反应,属于复分解反 应,所以不能设计成原电池;②反应中锌元素化合价由0价变为+2价,氢元素 化合价由+1价变为0价,且该反应是放热反应,能自发进行,所以能设计成原 电池。 (2)①反应是非氧化还原反应,没有电子转移,所以不能设计成原电池。 (3)由反应②可知,Zn作负极,不如锌活泼的金属或能导电的非金属作正极, 如碳棒或铜片,负极上锌失电子发生氧化反应,正极上氢离子得电子发生还 原反应,所以电极反应分别为:负极:Zn-2e-===Zn2+,正极:2H++2e-===H2↑。