2021学年新教材高中化学第1章化学反应与能量转化第2节化学能转化为电能__电池2化学电源课件鲁科版必修1
【母题追问】写出充电时正负极的电极反应式。 提示:充电时,电池的负极为电解池的阴极,其电极反应式为Na++e-====Na,电池 的正极为电解池的阳极,其电极反应式为2 CO32+C====3CO2+4e-。
2.(2020·衡水高二检测)Licht等科学家设计的Al-
MnO
4
电池原理如图所示,
时该电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O。试根据上述情况判断: (1)工作时,电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)工作时,电解质溶液中阴离子移向________极。 (3)电流方向从________极流向________极。 (4)充电时,铅蓄电池的负极与电源的________极相连接。
【案例示范】 【典例】(2019·全国卷Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三 维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的 3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)
ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
_O_2+_4_H_+_+_4_e_-_=_=_=_=_2_H_2O_ _O_2+_2_H_2_O_+_4_e_-_=_=_=_=_4_O_H_-
_2_H_2+_O_2____=__=_==__2H__2O_
(2)优点:能量利用效率高、污染轻、可连续使用。
【巧判断】
(1)铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加。
3.氢氧燃料电池 (1)原理(电极反应及电池反应)
项目
电极
离子导体
电 负极 极 反 正极 应
电池反应
酸性燃料电池
碱性燃料电池
石墨电极材料
磷酸等酸性溶液
_K_O_H_溶液
_2_H_2_-_4_e_-=_=_=_=_4_H_+_
_2_H_2+_4_O_H_-_-_4_e_-_=_=_=_=_4_H_2O_
反应)
充电过程 阴极:PbSO4(s)+2e-====Pb(s)+ SO24 (aq);(_还__原__反应)
阳 Pb极O2(:sP)b+S4OH4(+(sa)q+)2+H2SOO(l24)(-a2qe)-=;=(=_氧=__化__ 反应)
放电过程
总反应:Pb(s)+PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)====2PbSO4(s)+ 2H2O(l) 铅蓄电池的充、放电过程: Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
()
提示:×。铅蓄电池在放电过程中,负极电极反应式为Pb+ SO24- 2e-====PbSO4, 负极质量增加,正极电极反应式为PbO2+4H++ SO24 +2e-====PbSO4+2H2O,正极质量 增加,故错误。
(2)氢氧燃料电池中负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-====4OH-。 ( ) 提示:×。氢氧燃料电池中,负极上H2失去电子,O2在正极反应。
②正极反应。 规律:阳离子得电子生成单质或氧气得电子。 特例:若是氧气得电子,要考虑电解质溶液的情况。 中性或碱性:O2+2H2O+4e-====4OH酸性:O2+4H++4e-====2H2O。 (3)写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正、负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。
2.给出总反应式,写电极反应式 如果给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关 元素的化合价变化情况),再选择一个简单变化情况去写电极反应式,另一极的 电极反应式可直接书写或用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。
(3)蓄电池经过多次充电和放电使用后,需要给蓄电池补充硫酸。 ( ) 提示:×。硫酸在放电过程中会消耗,但是在充电过程中又会生成,因此不需要 补充。
【情境·思考】 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种锌银电池,纽扣电池如下图所 示,其电池的总反应式为Zn+Ag2O====2Ag+ZnO。
判断此电池的正负极材料,并写出相应的电极反应式。 提示:根据电池的总反应式为Zn+Ag2O====2Ag+ZnO,可以判断在反应过程中Zn失 电子发生氧化反应生成ZnO,为电池的负极,电极反应式为Zn+2OH--2e-==== ZnO+H2O;Ag2O在反应过程中得电子生成了Ag发生还原反应,为电池的正极,电极 反应式为Ag2O+H2O+2e-====2Ag+2OH-。
提示:在书写电极反应式时一定要注意离子导体是什么,其中的离子要和电极反 应式中出现的离子相对应。碱性电解质溶液(离子导体)中,电极反应式中不能 出现H+;酸性电解质溶液(离子导体)中,电极反应式中不能出现OH-。
(2)已知电池反应和某一电极反应式,如何写出另一电极反应式? 提示:电极反应相当于氧化还原反应(电池反应)的半反应,故某一电极反应式等 于电池反应减另一电极反应式,即:正(负)极反应式=电池反应-负(正)极反应式。
【规律方法】电极反应式书写的一般步骤
【迁移·应用】
1.(2018·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电
池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电
极材料,电池的总反应为3CO2+4Na
2Na2CO3+C。下列说法错误的是( )
A.放电时, ClO
下列说法错误的是
()
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉
积的ZnO分散度高
B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e====NiOOH(s)+H2O(l) C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-====ZnO(s)+H2O(l) D. 放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区
【解析】铅蓄电池工作(放电)时,起原电池作用。根据原电池原理,负极发生氧 化反应,元素化合价升高,所以Pb为负极;正极发生还原反应,元素化合价降低, 从总反应式可知,PbO2是氧化剂,即正极反应为PbO2+4H++ SO24 +2e-==== PbSO4+2H2O;从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应,H+转变成H2O,所 以pH增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极即Pb电极,阳离子移向正极即 PbO2电极;电流方向与电子移动方向相反,从正极沿导线流向负极。 答案:(1)增大 (2)Pb (3)PbO2 Pb (4)负
项目 电极 电解质
酸性锌锰干电池 _锌__筒__作负极,_石__墨__作正极 氯化铵和氯化锌
碱性锌锰干电池 氢氧化钾
项目
电 负极 极 反 正极 应
酸性锌锰干电池 _Z_n_-_2_e_-_=_=_=_=_Z_n_2+_
_2_M_n_O_2_+_2_N_H__4_+_2_e__-=_=_=_=_ _2_N_H_3+_H_2_O_+_M_n_2_O_3
【解题指南】解答本题时注意如下几点: (1)看清题目中反应放电和充电的方向; (2)多孔会使接触面积增大; (3)充电时的电极反应为放电时对应反应的逆反应。
【解析】选D。Zn作负极被氧化生成ZnO,三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积, 沉积的ZnO分散度高,A正确。充电时阳极发生氧化反应,根据电池反应的充电过 程可知,阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-====NiOOH(s)+H2O(l),B正确。放电 时负极发生氧化反应,根据电池反应的放电过程可知,负极反应为Zn(s)+2OH(aq)-2e-====ZnO(s)+H2O(l),C正确。放电时,电池内部阳离子由负极移向正极, 阴离子由正极移向负极,D错误。
即 MnO4 +2H2O+3e-====MnO2+4OH-,负极上金属铝失电子发生氧化反应,即Al3e-+4OH-====[Al(OH)4]-,电池工作时,阳离子向正极区移动,阴离子向负极移动, 即K+向正极区移动,故A错误;反应中铝为负极,发生氧化反应,故B错误;电解质
3.可充电电池电极反应式的书写 在书写可充电电池电极反应式时,要明确电池和电极,放电为原电池,充电为放 电的逆过程。 (1)放电时的负极与充电时的阳极均发生氧化反应,对应元素化合价升高。 (2)放电时的正极与充电时的阴极均发生还原反应,对应元素化合价降低。
【思考·讨论】 (1)溶液的酸碱性对书写电极反应式有何影响?
电池总反应为Al+ MnO4 +2H2O====[Al(OH)4]-+MnO2,下列说法正确的是 ( )
A.电池工作时,K+向负极区移动
B.Al电极发生还原反应
C.正极的电极反应式为 MnO4 +4H++3e-==== MnO2+2H2O D.理论上电路中每通过1 mol电子,负极质量减小9 g
【解析】选D。该电池的负极是Al,正极是Ni,在正极上发生得电子的还原反应,
向负极移动
4
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为3CO2+4e-====2 CO32 +C D.充电时,正极反应为Na++e-====Na
【解题指南】解答本题时要注意以下几点: (1)分析反应的得失电子情况确定正负极反应的物质。 (2)注意电解质溶液中阴阳离子的移动方向。 (3)注意充电与放电时电极反应的关系。
高中化学 第二章 化学反应与能量 2.2.1 化学能转化为电能课件 高一化学课件
铜(正极)
2H+
+
－
2e
＝
H2
（铜板上有气泡,发生还原反应)
总反应方程式： Zn+2H+=Zn2++H2
电子流向与电流(diànliú)方向：
电子流向：负极（Zn) 外电路 正极（Cu） 电流方向：正极（Cu） 外电路 负极（Zn）
2021/12/11
第十页，共十七页。
3、构成(gòuchéng)原电池的 条件 ★有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作
2021/12/11
第八页，共十七页。
2、原电池
定义:把化学能转变(zhuǎnbiàn)为电能的装置。
问题(wèntí)探究： 你了解原电池的结构
和工作原理吗?
2021/12/11
第九页，共十七页。
Cu-Zn原电池的工作(gōngzuò)原理
锌(负极: 活泼(huópo)) Zn－2e－＝Zn2+ (锌板溶解,发生氧化反应 )
2021/12/11
第十三页，共十七页。
课堂练习
1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶 液中，X的表面(biǎomià 有 n) Z析出，X与Y组成原电 池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活
动性顺序为( ) C
A X>Y>Z
B X>Z>Y
C Y>X>Z
D Y>Z>X
2021/12/11
电极
★电极材料均插入电解质溶液中
★两极相连形成闭合电路
★能自发发生的氧化还原(huán 反应 yuán)
2021/12/11
第十一页，共十七页。
4、原电池电极名称的确定(quèdìng)方法
高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能——电池第2课时化学反应原理
为 电
（2）两种活泼型不同的电极
能
（3）电解质溶液
（4）形成闭合回路
3、原电池正负极的判断依据
第十三页，共十八页。
电化 能学
能 转 化 为
(zhuǎnhuà)
干电池
铅蓄电池
锂电池
(diànchí)
燃料(ránliào)
电池
第十四页，共十八页。
“化”育万物
(wànwù)
“学”无止境
第十五页，共十八页。
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极
第六页，共十八页。
实验探究1
原
电
池
构
成
构成 条件 条
(gòuchéng)
件
Zn—Cu与硫酸钠
Cu—Zn分别(fēnbié)放在两份稀硫酸中
Zn—Zn与稀硫酸
Zn—Cu与酒精(jiǔjīng)
Zn—石墨与稀硫酸
第七页，共十八页。
实验结果1
（1）
原
电
池
构
成 条
（不可以(kěyǐ)）
负极(fùjí)
为
电
有气
能
Cu片 体(qìtǐ)
得
产生
2H++ 2e-＝ H2↑
正极(zhèngjí)
总的离子反应方程式 Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
第五页，共十八页。
小结1：原电池原理
原
电
池
工
失电子
作
原
氧化(yǎnghuà)反应
理
原电池
得电子 还原(huán yuán)反应
外电路：负极(fù jí)失电子，正极得电子
新教材2020-2021学年高中化学人教版必修第二册课件：第6章 第1节 第2课时 化学反应与电能
()
D
• N上有气体放出
• B．M为负极，N为正极
• C．是化学能转变为电能的装置
• D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
• 解析：据题意知，此装置为原电池，M端为负极，N端为正极，有 H2生成，是化学能转化为电能的装置，电流由N到M，选D。
• 5．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方
D
• 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：电子的定向移动形成电流，氧化还原反应中有电子的转移， D项正确。
• 3．下列装置中，能构成原电池的是 ()
C
• A．只有甲 • C．只有丙
B．只有乙 D．除乙均可以
• 解析：构成原电池的条件是：①活泼性不同的两电极，②两电极插入 电解质溶液，③用导线连接形成闭合回路，④能发生自发的氧化还原
反应，只有丙符合，选C。
• 4．如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为
石墨棒。关于此装置的下列叙述中，不正确的是
• 2．化学能直接转化为电能——原电池 • (1)实验探究：
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片__上__有__气__泡__，__铜__片__上__ 锌与稀硫酸__反__应____，铜与
_无__气__泡___
稀硫酸__不__反__应____
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片__上__无__气__泡__，__铜__片__上__有__气__ 产生H2(还原反应)的位置
识简单原电池的构成要素，并能 池的重要性。主动关心与资源开发等有关
2021年高中化学第1章化学反应与能量转化1.3化学能转化为电能——电池课件1鲁科版选修4
归 纳与整理
失e-，沿导线传递，有电流产生
氧化反响 Zn-2e-=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
阳离子
阴离子
电解质溶液
2e-
阳离子
复原反响 2H++2e- =H2↑
电极反响总式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 原电池反响本质： 化学能氧化复原反响 电能
一、原电池的工作原理
1、定义 化学能转变为电能的装置。
课堂练习
3、依探究实验4的原理，按以下反响设计一个 能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
Ag A
Cu
AgNO3 Cu(NO3)2
发生氧化反响的极 ——负极
②根据原电池电极发生的反 发生复原反响的极
响
质量增加或有气泡产生的极
——正极 ——正极
工作后
③根据电极现象 质量减少的电极
——负极
X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可 以组成原电池,实验结果如以下图所示:
那么四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
Z>Y>X>W
教材P21图1-3-4所示另一种形式的铜锌原电池
正极〔此铜电电池极的〕优：点C：u能2+产+生2持e- 续= 、Cu稳定的电流。
课堂练习 1、依据氧化复原反响：
2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s)
设计的原电池如下图。
⑴电极X的材料是 Cu ；
电解质溶液Y是 AgNO3
；
⑵银电极为电池的 正 极，发生的电极反响
为 Ag+ + e- = Ag
第2节 电能转变成化学能——电解
高中化学《化学反应原理》青岛市大集备：第1章化学反应与能量转化青岛58中高二化学第2节电能转化为化学能——电解【课标要求】1、体验电能转化为化学能的探究过程2、了解电解池的工作原理3、能写出电极反应和电池反应【考纲要求】1、了解电解池的工作原理2、了解电解原理的几种重要应用【内容展现】【教学目标】1、知道可以通过电解使电能转化为化学能，能使许多在通常条件下不能发生的化学反应得以进行，具有十分重要的实际意义2、了解什么是电解，知道电解池是将电能转化为化学能的装置3、知道在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个电极上分别进行的，了解什么是电极反应，知道在阳极发生氧化反应，在阴极发生还原反应4、对于一些电解过程（如电解熔融氯化钠、饱和食盐水），能结合实例简要分析电解的工作原理，能根据所给出的离子放电序分析电极上发生的反应，写出相应的电极反应式5、能举例说明电解原理在氯碱生产、金属冶炼和电镀中的应用【重点难点】本节教材的重点是电解原理，难点是阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式【教学方法】实验探究，演绎、归纳法【教学建议】1、电解原理中关于阴、阳两极上的放电原因的解释：与直流电源正极相连的电极带有正电荷，电势高，具有夺取电子的能力，发生氧化反应；与直流电源负极相连的电极带有负电荷，电势低，能给出电子，发生还原反应。
2、阴、阳两极的定义：发生氧化反应的电极叫做阳极，发生还原反应的电极叫做阴极，这在电极池和原电池中是统一的。
金属的防护中的牺牲阳极的阴极保护法这一名称就源于此。
3、电解食盐水过程的探究：要让学生体会到，①并不是所有离子都能在电极上放电，阳极上还原性强的离子先失去电子被氧化，阴极上氧化性强的离子先得到电子被还原。
②电极反应的发生使电极附近溶液组成发生变化。
③电极反应的产物和在电极附近溶液中富集的物质都是电解的产品。
另外水的电离平衡的移动尽量淡化，换做其他通俗的语言来描述。
4、惰性电极电解规律的总结：大胆放给学生，多练习几个例子（硫酸、氢氧化钠、硫酸钠，氯化铜、盐酸，硫酸铜、硝酸银等），让学生通过充分的练习和讨论得出规律：电解水型、电解电解质型、放氢生碱型、放氧生酸型四种类型电解规律。
化学必修四知识点概括
化学必修四知识点概括【篇一：化学必修四知识点概括】高中化学选修4知识点总结第1章、化学反应与能量转化化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成,化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收.一、化学反应的热效应1、化学反应的反应热(1)反应热的概念：当化学反应在一定的温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称反应热.用符号q表示.(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系.q＞0时,反应为吸热反应；q＜0时,反应为放热反应.(3)反应热的测定测定反应热的仪器为量热计,可测出反应前后溶液温度的变化,根据体系的热容可计算出反应热,计算公式如下：q＝－c(t2－t1)式中c表示体系的热容,t1、t2分别表示反应前和反应后体系的温度.实验室经常测定中和反应的反应热.2、化学反应的焓变(1)反应焓变(3)反应焓变与吸热反应,放热反应的关系：(4)反应焓变与热化学方程式：书写热化学方程式应注意以下几点：①化学式后面要注明物质的聚集状态：固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq).3、反应焓变的计算(1)盖斯定律对于一个化学反应,无论是一步完成,还是分几步完成,其反应焓变一样,这一规律称为盖斯定律.(2)利用盖斯定律进行反应焓变的计算.对任意反应：aa＋bb＝cc＋dd二、电能转化为化学能——电解1、电解的原理(1)电解的概念：在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解.电能转化为化学能的装置叫做电解池.(2)电极反应：以电解熔融的nacl为例：阳极：与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应：2cl－→cl2↑＋2e－.阴极：与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应：na＋＋e－→na.总方程式：2nacl(熔)2na＋cl2↑的应用(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气.阳极：2cl－→cl2＋2e－阴极：2h＋＋e－→h2↑总反应：2nacl＋2h2o2naoh＋h2↑＋cl2↑(2)铜的电解精炼.粗铜(含zn、ni、fe、ag、au、pt)为阳极,精铜为阴极,cuso4溶液为电解质溶液.阳极反应：cu→cu2＋＋2e－,还发生几个副反应zn→zn2＋＋2e－；ni→ni2＋＋2e－fe→fe2＋＋2e－au、ag、pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥.阴极反应：cu2＋＋2e－→cu(3)电镀：以铁表面镀铜为例待镀金属fe为阴极,镀层金属cu为阳极,cuso4溶液为电解质溶液.阳极反应：cu→cu2＋＋2e－阴极反应： cu2＋＋2e－→cu三、化学能转化为电能——电池1、原电池的工作原理(1)原电池的概念：把化学能转变为电能的装置称为原电池.(2)cu－zn原电池的工作原理：如图为cu－zn原电池,其中zn为负极,cu为正极,构成闭合回路后的现象是：zn片逐渐溶解,cu片上有气泡产生,电流计指针发生偏转.该原电池反应原理为：zn失电子,负极反应为：zn→zn2＋＋2e－；cu得电子,正极反应为：2h＋＋2e－→h2.电子定向移动形成电流.总反应为：zn＋cuso4＝znso4＋cu.(3)原电池的电能若两种金属做电极,活泼金属为负极,不活泼金属为正极；若一种金属和一种非金属做电极,金属为负极,非金属为正极.2、化学电源(1)锌锰干电池负极反应：zn→zn2＋＋2e－；正极反应：2nh4＋＋2e－→2nh3＋h2；(2)铅蓄电池负极反应：pb＋so42－pbso4＋2e－正极反应：pbo2＋4h＋＋so42－＋2e－pbso4＋2h2o放电时总反应：pb＋pbo2＋2h2so4＝2pbso4＋2h2o.充电时总反应：2pbso4＋2h2o＝pb＋pbo2＋2h2so4.(3)氢氧燃料电池负极反应：2h2＋4oh－→4h2o＋4e－正极反应：o2＋2h2o＋4e－→4oh－电池总反应：2h2＋o2＝2h2o3、金属的腐蚀与防护(1)金属腐蚀金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏的过程称为金属腐蚀.(2)金属腐蚀的电化学原理.生铁中含有碳,遇有雨水可形成原电池,铁为负极,电极反应为：fe→fe2＋＋2e－.水膜中溶解的氧气被还原,正极反应为：o2＋2h2o ＋4e－→4oh－,该腐蚀为“吸氧腐蚀”,总反应为：2fe＋o2＋2h2o＝2fe(oh)2,fe(oh)2又立即被氧化：4fe(oh)2＋2h2o＋o2＝4fe(oh)3,fe(oh)3分解转化为铁锈.若水膜在酸度较高的环境下,正极反应为：2h+＋2e－→h2↑,该腐蚀称为“析氢腐蚀”.(3)金属的防护金属处于干燥的环境下,或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层,破坏原电池形成的条件.从而达到对金属的防护；也可以利用原电池原理,采用牺牲阳极保护法.也可以利用电解原理,采用外加电流阴极保护法.第2章、化学反应的方向、限度与速率(1、2节)原电池的反应都是自发进行的反应,电解池的反应很多不是自发进行的,如何判定反应是否自发进行呢?一、化学反应的方向1、反应焓变与反应方向2、反应熵变与反应方向3、焓变与熵变对反应方向的共同影响二、化学反应的限度1、化学平衡常数(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号k表示 .(2)平衡常数k的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全.(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关.对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数.(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态：当反应的浓度商qc 与平衡常数kc相等时,说明反应达到平衡状态.2、反应的平衡转化率(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示.如反应物a的平衡转化率的表达式为：(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高.提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高.(3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算.3、反应条件对化学平衡的影响(1)温度的影响升高温度使化学平衡向吸热方向移动；降低温度使化学平衡向放热方向移动.温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的.(2)浓度的影响增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动；增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动.温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变.化工生产中,常通过增加某一价廉易得的反应物浓度,来提高另一昂贵的反应物的转化率.(3)压强的影响(4)勒夏特列原理由温度、浓度、压强对平衡移动的影响可得出勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)平衡向能够减弱这种改变的方向移动.【例题分析】例1、已知下列热化学方程式：写出feo(s)被co还原成fe和co2的热化学方程式 .解析：依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的.我们可从题目中所给的有关方程式进行分析：从方程式(3)与方程式(1)可以看出有我们需要的有关物质,但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起.例2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而得到重视,可用li2co3和na2co3的熔融盐混合物作用电解质,co为阳极燃气,空气与co2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式：阳极反应式：2co＋2co32－→4co2＋4e－阴极反应式：；总电池反应式： .解析：作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧.本题中co为还原剂,空气中o2为氧化剂,电池总反应式为：2co＋o2＝2co2.用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式,就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：o2＋2co2＋4e－＝2co32－ .答案：o2＋2co2＋4e－＝2co32－；2co＋o2＝2co2例3、下列有关反应的方向说法中正确的是( )a、放热的自发过程都是熵值减小的过程.b、吸热的自发过程常常是熵值增加的过程.c、水自发地从高处流向低处,是趋向能量最低状态的倾向.d、只根据焓变来判断化学反应的方向是可以的.答案：bc.化学反应原理复习（二）【知识讲解】第2章、第3、4节一、化学反应的速率1、化学反应是怎样进行的(1)基元反应：能够一步完成的反应称为基元反应,大多数化学反应都是分几步完成的.(2)反应历程：平时写的化学方程式是由几个基元反应组成的总反应.总反应中用基元反应构成的反应序列称为反应历程,又称反应机理. (3)不同反应的反应历程不同.同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同,反应历程的差别又造成了反应速率的不同.2、化学反应速率(1)概念：单位时间内反应物的减小量或生成物的增加量可以表示反应的快慢,即反应的速率,用符号v表示.(2)表达式：(3)特点对某一具体反应,用不同物质表示化学反应速率时所得的数值可能不同,但各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比.3、浓度对反应速率的影响(1)反应速率常数(k)反应速率常数(k)表示单位浓度下的化学反应速率,通常,反应速率常数越大,反应进行得越快.反应速率常数与浓度无关,受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响.(2)浓度对反应速率的影响增大反应物浓度,正反应速率增大,减小反应物浓度,正反应速率减小.增大生成物浓度,逆反应速率增大,减小生成物浓度,逆反应速率减小.(3)压强对反应速率的影响压强只影响气体,对只涉及固体、液体的反应,压强的改变对反应速率几乎无影响.压强对反应速率的影响,实际上是浓度对反应速率的影响,因为压强的改变是通过改变容器容积引起的.压缩容器容积,气体压强增大,气体物质的浓度都增大,正、逆反应速率都增加；增大容器容积,气体压强减小；气体物质的浓度都减小,正、逆反应速率都减小.4、温度对化学反应速率的影响(1)经验公式阿伦尼乌斯总结出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式：式中a为比例系数,e为自然对数的底,r为摩尔气体常数量,ea为活化能.由公式知,当ea＞0时,升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率也随之增大.可知,温度对化学反应速率的影响与活化能有关.(2)活化能ea.活化能ea是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差.不同反应的活化能不同,有的相差很大.活化能 ea值越大,改变温度对反应速率的影响越大.5、催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂对化学反应速率影响的规律：催化剂大多能加快反应速率,原因是催化剂能通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能来有效提高反应速率.(2)催化剂的特点：催化剂能加快反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变.催化剂具有选择性.催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不引起化学平衡的移动,不能改变平衡转化率.二、化学反应条件的优化——工业合成氨1、合成氨反应的限度合成氨反应是一个放热反应,同时也是气体物质的量减小的熵减反应,故降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动.2、合成氨反应的速率(1)高压既有利于平衡向生成氨的方向移动,又使反应速率加快,但高压对设备的要求也高,故压强不能特别大.(2)反应过程中将氨从混合气中分离出去,能保持较高的反应速率.(3)温度越高,反应速率进行得越快,但温度过高,平衡向氨分解的方向移动,不利于氨的合成.(4)加入催化剂能大幅度加快反应速率.3、合成氨的适宜条件第3章、物质在水溶液中的行为一、水溶液1、水的电离h2oh＋＋oh－2、溶液的酸碱度3、电解质在水溶液中的存在形态(1)强电解质强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用“＝”表示.(2)弱电解质在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱酸、弱碱、水及极少数盐,书写电离方程式时用“ ”表示.二、弱电解质的电离及盐类水解1、弱电解质的电离平衡.(1)电离平衡常数在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度之比为一常数,叫电离平衡常数.弱酸的电离平衡常数越大,达到电离平衡时,电离出的h＋越多.多元弱酸分步电离,且每步电离都有各自的电离平衡常数,以第一步电离为主.(2)影响电离平衡的因素,以ch3coohch3coo－＋h＋为例.加水、加冰醋酸,加碱、升温,使ch3cooh的电离平衡正向移动,加入ch3coona固体,加入浓盐酸,降温使ch3cooh电离平衡逆向移动. 2、盐类水解(1)水解实质盐溶于水后电离出的离子与水电离的h＋或oh－结合生成弱酸或弱碱,从而打破水的电离平衡,使水继续电离,称为盐类水解.(2)水解类型及规律①强酸弱碱盐水解显酸性.②强碱弱酸盐水解显碱性.ch3coona＋h2och3cooh＋naoh③强酸强碱盐不水解.④弱酸弱碱盐双水解.al2s3＋6h2o＝2al(oh)3↓＋3h2s↑(3)水解平衡的移动加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解.三、沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡与溶度积(1)概念当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡.其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用ksp表示.pbi2(s)pb2+(aq)＋2i－(aq)(2)溶度积ksp的特点ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积.ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力.2、沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的溶解与生成根据浓度商qc与溶度积ksp的大小比较,规则如下：qc＝ksp时,处于沉淀溶解平衡状态.qc＞ksp时,溶液中的离子结合为沉淀至平衡.qc＜ksp时,体系中若有足量固体,固体溶解至平衡.(2)沉淀的转化根据溶度积的大小,可以将溶度积大的沉淀可转化为溶度积更小的沉淀,这叫做沉淀的转化.沉淀转化实质为沉淀溶解平衡的移动.四、离子反应1、离子反应发生的条件(1)生成沉淀既有溶液中的离子直接结合为沉淀,又有沉淀的转化.(2)生成弱电解质主要是h＋与弱酸根生成弱酸,或oh－与弱碱阳离子生成弱碱,或h＋与oh－生成h2o.(3)生成气体生成弱酸时,很多弱酸能分解生成气体.(4)发生氧化还原反应强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生.2、离子反应能否进行的理论判据(1)根据焓变与熵变判据(2)根据平衡常数判据离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大.3、离子反应的应用(1)判断溶液中离子能否大量共存相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件. (2)用于物质的定性检验根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子.(3)用于离子的定量计算常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法.(4)生活中常见的离子反应.硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有：ca2＋、mg2＋的形成.caco3＋co2＋h2o＝ca2＋＋2hco3－mgco3＋co2＋h2o＝mg2＋＋2hco3－加热煮沸法降低水的硬度：ca2＋＋2hco3－caco3↓＋co2↑＋h2omg2＋＋2hco3－mgco3↓＋co2↑＋h2o或加入na2co3软化硬水：。
高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时化学能转化为电能课件新人教版必修2
解析：据装置甲知活动性：A>B，A 作负极，电极反应式 为 A－2e－===A2＋；据装置乙知活动性：B>C，正极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu；据装置丙知活动性：D>A，正极反应式为 2H ＋＋2e－===H2↑，故 c(H＋)减小，pH 增大。据甲、乙、丙知活 动性强弱顺序：D>A>B>C。
A．只有甲 C．只有丙
B．只有乙 D．除乙均可以
解析：选 C 甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料 相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的 构成条件，故选 C。
4．(2019·九江高一检测)下面是四个化学反应，你认为理论 上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3
解析：选 D A 项是银锌电池，B 项铅蓄电池，C 项是铜 锌电池。以上三项都是氧化还原反应，而 D 项不是氧化还原反 应。
5．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一 段时间，以下叙述正确的是( )
2．(2019·汨罗高一检测)下列各项中，属于一次能源的是
() ①煤 ②石油 ③天然气 ④煤气 ⑤电力
A．①②③
B．①②④
C．②③⑤
D．③④⑤
解析：选 A 煤、石油、天然气等没有经过加工或转换而
直接从自然界中取得，称为一次能源；煤气、电力、汽油、煤
油、焦炭等，是在一次能源基础上经过加工转换而来的，称为
Zn-2e-=== Zn2＋
2H＋＋2e-=== H2↑
原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
2020_2021学年高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能课件新人教版必修2
探究一
探究二
随堂演练
2.为将化学反应2Al+6H+ === 2Al3++3H2↑中的化学能转化为电能,
下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)( )
探究一
探究二
随堂演练
解析:将化学反应2Al+6H+ === 2Al3++3H2↑中的化学能转化为电能,
需要形成原电池装置,且该原电池装置中铝为负极,电解质溶液为 非氧化性稀酸,据此判断B项符合题意。 答案:B
探究一
探究二
随堂演练
5.(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上
有气泡产生,再平行插入一块铜片,可观察到铜片
(填“有”
或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A),组
成一个原电池,负极为
,正极的电极反应式为 。
(2)如果烧杯中最初装入的是2 mol·L-1 500 mL的稀硫酸,构成铜锌
探究一
探究二
随堂演练
知识归纳
1.比较金属的活动性强弱 (1)依据: 原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。 (2)应用: 如有两种金属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。 2.加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。 原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,加快了锌的腐蚀, 使产生H2的速率加快;若加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu,Zn和附着在 锌片上的Cu形成原电池也可以加快反应速率。
探究一
探究二
随堂演练
解析:患者感觉到头疼是由于两颗假牙与口腔中电解质溶液形成 了原电池,两个假牙作电极,若将金假牙改为铝假牙,仍能形成原电 池,不能治疗其疾病。如果将两颗假牙换成同种金属材料,不能形 成原电池,便可以治疗其疾病;若将两颗假牙都做成特殊树脂的,树 脂不导电,不能形成原电池,也可治疗其疾病。
高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时原电池-化学能转化为电能》课件
Cu-Zn原电池 Zn片上Zn溶解，Zn 失电子，发 生 氧化反应。 可表示为：
Zn： Zn－2e=Zn2+
Cu片上产生气泡，H+ 得电子，发生 还原 反应。 可表示为：
Cu：2H++2e=H2↑
定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极， 负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极， 正极发生还原反应。
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指 针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过。
实验结论:
1.该装置实现了将__化__学__能转化为_电____能。 2.该装置的化学反应本质是:_氧__化__还_原__反__应_____.
2. 原电池
定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原 电池。
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料 与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项 中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原 电池的构成条件。
例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列 叙述中正确的是（ C ） a. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的 属 b. 正极上发生还原反应，一定产生气体 c. 电子流出的一极为负极 d. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 解析：a错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可 以是两种不同 属，也可以是一种 属、一种非 属。b错，原电池中正极上 发生还原反应，但不一定产生气体。c对，原电池中电子流出的一极为负 极，电子由负极流向正极。d错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向 负极移动。
高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能课件高一化学课件
第三页，共三十五页。
4．氧化还原反应的本质是电子的转移。写出锌和 稀硫酸反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移
的方向和数目：
。
12/7/2021
Hale Waihona Puke 第四页，共三十五页。自主学习 一、一次能源和二次能源
分类
定义
举例
一次 直接从自然界中取得 流水、风力、原煤、
能源 的能源
天然气、石油等
12/7/2021
第二十七页，共三十五页。
思路点拨：(1)明确电池电极与氧化还原反应的关系。 (2)准确选择电极材料。 解析：(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成 原电池，(B)反应是氧化还原反应且能自发进行。
12/7/2021
第二十八页，共三十五页。
(2)(A)反应不是氧化还原反应，没有电子转移。 (3)根据电池反应式 Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知， Cu 失电子作负极，负极材料是 Cu，正极材料应是比铜 不活泼的金属或能导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电 解质溶液只能为 AgNO3 溶液。装置图如图。
12/7/2021
第二十页，共三十五页。
1．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说 法正确的是( )
12/7/2021
A．电池反应为 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ B．镁棒发生还原反应 C．电子从铜棒经外电路流向镁棒 D．铜棒为负极
第二十一页，共三十五页。
解析：A 项，镁比铜活泼，镁作负极，其总电极反应 式为 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，故正确；B 项，镁失去 电子，化合价升高，被氧化，故错误；C 项，根据原电池 工作原理，电子从镁流向铜，故错误；D 项，镁化合价升 高，作负极，故错误。