第六章第1節(jié) 第2課時 化學反應與電能

第一節(jié)

化學反應與能量變化第2課時

化學反應與電能◆

學習任務一

原電池的工作原理◆

學習任務二

常見化學電源新課探究課堂評價備用習題◆

學習任務一

原電池的工作原理【新知自主預習】1.火力發(fā)電中能量轉化過程（1）

火力發(fā)電是通過___________燃燒時發(fā)生的氧化還原反應，使_______能轉化為_____能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電?；剂匣瘜W熱

2.原電池（1）實驗探究原電池的構成及原理[教材實驗6-3]實驗操作實驗現(xiàn)象結論

①將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象

鋅片表面產(chǎn)生大量氣泡，銅片表面無明顯現(xiàn)象

鋅比銅活潑，能與稀硫酸反應，銅不反應

②用導線連接鋅片和銅片，觀察、比較導線連接前后的現(xiàn)象

鋅片逐漸溶解，銅片表面產(chǎn)生大量氣泡

鋅逐漸反應而溶解，銅片表面產(chǎn)生氫氣

③用導線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉

鋅片逐漸溶解，銅片表面產(chǎn)生氣泡，電流表指針偏轉

有電流通過電流表（2）

理論分析鋅片和銅片通過導線連接，插入稀硫酸中形成原電池，裝置如圖6-1-7所示：圖6-1-7

氧化

還原

（3）

原電池①

概念：把_________轉化為_______的裝置叫作原電池。在原電池中，電子流出的一極是_______，電子流入的一極是_______?；瘜W能電能負極正極②

通過特定的裝置使_______反應和_______反應分別在兩個不同的區(qū)域進行，可以使氧化還原反應中轉移的_______通過導體發(fā)生定向移動，形成電流，從而實現(xiàn)_________向_______的轉化。氧化還原電子化學能電能【實驗問題探究】某校研究小組利用檸檬設計“水果電池”，在探究電池的工作原理時發(fā)現(xiàn)：當按圖6-1-8甲所示連接一個檸檬時，二極管不發(fā)光；按圖乙所示連接幾個檸檬時，二極管發(fā)光。圖6-1-8問題一：圖甲中二極管不發(fā)光，某同學認為該裝置不能構成原電池，你認為合理嗎？為什么？提示：不合理；圖甲中鐵環(huán)、銅線與檸檬酸構成原電池，二極管不發(fā)光是因為單個檸檬電池提供的電壓較小。問題二：判斷圖乙裝置中形成電池的正極、負極，并寫出負極的電極反應式。

【核心知識講解】1.原電池的構成要素圖6-1-92.原電池的工作原理（以鋅銅原電池為例）圖6-1-10（1）負極上金屬失電子發(fā)生氧化反應，生成的金屬陽離子進入電解質溶液；正極上溶液中的陽離子發(fā)生還原反應，析出氫氣（或不活潑金屬）。（2）電極與導線中，電子由負極流出，經(jīng)導線流向正極，電流則是由正極流出，經(jīng)導線流向負極。（3）電解質溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。3.原電池電極反應式的書寫圖6-1-114.原電池原理的應用

（2）比較金屬的活潑性：原電池中一般負極金屬比正極金屬活潑。（3）設計原電池①依據(jù)：已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料（或在負極上被氧化），氧化劑（電解質溶液中的陽離子）在正極上被還原。②選擇合適的電極材料及電解質溶液：電極材料：電極材料必須導電。負極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應中，本身失去電子的材料。電解質溶液：電解質溶液一般能與負極反應?！局R遷移應用】例1

[2022·江蘇高郵質檢]

下列各裝置中能組成原電池的是(

@19@

)A.

B.

C.

D.

B

例2

[2022·廣東惠州期末]

下列關于圖6-1-13所示裝置的敘述錯誤的是(

@21@

)C圖6-1-13

選項正極材料負極材料電解質溶液B

[方法技巧]原電池正、負極的判斷方法◆

學習任務二

常見化學電源【新知自主預習】1.化學電源的分類（1）化學電源可分為一次電池、二次電池等。一次電池放電之后不能充電（內部的氧化還原反應無法逆向進行）。（2）

二次電池放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態(tài)，從而實現(xiàn)放電（_______能轉化為_____能）和充電（_____能轉化為_______能）的循環(huán)?；瘜W電電化學2.酸性鋅錳干電池（1）鋅錳干電池的構造示意圖圖6-1-14（2）

_________作正極，_______作負極，___________作電解質溶液。在使用過程中，電子由鋅筒流向石墨棒，鋅逐漸消耗，___________不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。石墨棒鋅筒氯化銨糊二氧化錳3.鉛酸蓄電池（1）鉛酸蓄電池的構造示意圖圖6-1-15（2）

放電時的工作原理①

負極材料是_________，正極材料是_________________，電解質溶液是稀硫酸。

4.燃料電池（1）

將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的_______能直接轉化為_____能的電化學反應裝置，具有清潔、安全、高效等特點?；瘜W電（2）當以氫氣為燃料時，產(chǎn)物為水；當以甲烷為燃料時，產(chǎn)物為水和二氧化碳?！厩榫硢栴}思考】2022年2月4日晚8點北京冬奧會在國家體育場開幕，為實現(xiàn)“綠色冬奧”的承諾，北京冬奧會大規(guī)模使用氫氧燃料電池汽車，有效促進了降碳減排。問題一：氫氧燃料電池中,若電解質溶液為稀硫酸,分別寫出正極和負極的電極反應式。

【核心知識講解】常見化學電源簡單電極反應式的書寫1.負極反應式的書寫

2.正極反應式的書寫

【知識遷移應用】

D圖6-1-16

例5

[2022·北京清華附中期中]

燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。如圖6-1-17是某氫氧燃料電池的構造示意圖。下列關于該電池的說法正確的是(

@41@

)B圖6-1-17

[易錯提醒]分析燃料電池問題,書寫電極反應式時,要特別注意:

1.[2022·黑龍江齊齊哈爾期末]

下列裝置能夠形成原電池且銅為負極的是(

@43@

)A.

B.

C.

D.

D

C圖6-1-19

B

4.[2022·遼寧遼陽期末]

某小組同學用鋅片、銅片、導線、電流表、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結論錯誤的是

(

@49@

)D圖6-1-20

5.[2022·北京昌平區(qū)期末]

如圖6-1-21為一種氫氧燃料電池的裝置示意圖，下列說法不正確的是(

@51@

)D圖6-1-21

1.某興趣小組設計的水果電池裝置如