人教版高中化學(xué)選修4：化學(xué)反應(yīng)原理 歸納與整理同課異構(gòu)

歸納與整理第一頁(yè)，共四十二頁(yè)。第三節(jié)原電池原理第二頁(yè)，共四十二頁(yè)。稀硫酸FeCuFe2+e-e-H+H+-+Fe－2e-=Fe2+總反應(yīng)：2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）鋅片：銅片：SO42-第三頁(yè)，共四十二頁(yè)。如右圖所示的原電池中____作負(fù)極,

負(fù)極__________________

正極__________________總反應(yīng)式是__________________如將稀硫酸改為氫氧化鈉溶液則：____作負(fù)極電極反應(yīng)式是：負(fù)極____________

正極_____________________總反應(yīng)式是_______________________________稀硫酸AlMgAAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O

6H2O+6e-=3H2↑

+6OH-Mg+2H+=Mg2++H2↑MgAl2Al+2H2O

+2OH-

=2AlO2-+3H2↑技巧：寫出容易寫的一極反應(yīng)，然后用總反應(yīng)式減去這一極反應(yīng)。氫氧化鈉溶液探究一2H++2e-

=H2↑Mg-2e-

=Mg2+第四頁(yè)，共四十二頁(yè)。氫氧燃料電池例第五頁(yè)，共四十二頁(yè)。甲烷燃料電池是用金屬鉑作電極，用KOH溶液作電解質(zhì)溶液。其電池反應(yīng)式為：，則其電極反應(yīng)分別為：負(fù)極：

、正極：

。CH4+

10OH--8e

-=CO32-+

7H2O2O2

+4H2O+8e

-

=8OH-KOHPtPtCH4O2探究二CH4

+

2O2

+2KOH=K2CO3+

3H2O第六頁(yè)，共四十二頁(yè)。甲烷燃料電池是用金屬鉑作電極，用硫酸溶液作電解質(zhì)溶液。其電池反應(yīng)式為：，則其電極反應(yīng)分別為：負(fù)極：

、正極：

。CH4

-8e

-

+

2H2O

=CO2

↑

+

8H+2O2

+8H+

+8e

-

=4H2O

H2SO4PtPtCH4O2探究二CH4

+

2O2

=CO2↑+

2H2O第七頁(yè)，共四十二頁(yè)。

利用氧化還原反應(yīng)來(lái)寫出電極反應(yīng)式。化合價(jià)升高Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+化合價(jià)降低探究三第八頁(yè)，共四十二頁(yè)。如正極是高價(jià)金屬氧化物，一般是金屬氧化物本身得電子發(fā)生還原反應(yīng)。負(fù)極:Pb-2e-+SO42-=PbSO4

總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O正極:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O探究四第九頁(yè)，共四十二頁(yè)。CuSO4

溶液該原電池的缺點(diǎn)：該原電池不能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的。第十頁(yè)，共四十二頁(yè)。CuSO4

溶液在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的原電池。實(shí)驗(yàn)探究第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。(+)(-)鹽橋GZnCu問題探究第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通

外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2

，設(shè)計(jì)出兩種原電池，畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)方程式。參考答案(+)(-)GZnPtFeCl3溶液負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）(+)(-)ZnCl2溶液FeCl3溶液鹽橋GZnC負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。1780年，伽伏尼(Galvani,L.)

青蛙抽搐實(shí)驗(yàn)。

解釋“青蛙腿為什么會(huì)抽搐”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？想吧第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。練習(xí)：１、原電池是一種_____________________裝置。在原電池中，較活潑的金屬發(fā)生_____反應(yīng)，是___極；活潑性較差的金屬發(fā)生____反應(yīng)，是____極。

2、A、B、C都是金屬，A與C組成原電池時(shí),A溶解；A與B組成原電池時(shí)，A為電池的正極。A、B、C三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ?/p>

A、A>B>CB、A>C>BC、B>A>CD、B>C>A把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的氧化負(fù)還原正C第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。3、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子（）

A、移向Zn極，陰離子移向Cu極

B、移向Cu極，陰離子移向Zn極

C、和陰離子都移向Zn極

D、和陰離子都移向Cu極Ｂ第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。4：依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)電極X的材料是

；電解質(zhì)溶液Y是

；(2)銀電極為電池的

極，發(fā)生的電極反應(yīng)為

；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

；(3)外電路中的電子是從

電極流向

電極。CU銅銀正AgNO3溶液Ag+e=AgCu-2e=Cu+--2+第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。5．如圖所示裝置的敘述中，正確的是（）A．銅是陽(yáng)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減少C．銅離子在銅片表面被還原D．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片C第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。6、用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-----KNO3的U型管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（）①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)為：Ag++e-=Ag③實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同

A.①② B.②③ C.②④ D.③④C第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二節(jié)化學(xué)能與電能一、原電池1、定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池。2、工作原理負(fù)極（鋅片）Zn+2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極（銅片）2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）電池總反應(yīng)式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑3、構(gòu)成條件：⑴兩個(gè)不同的電極活動(dòng)性大→負(fù)極：本身失電子活動(dòng)性小→正極：常常為溶液中的微粒得電子⑵電解質(zhì)溶液⑶閉合回路⑷發(fā)生氧化還原反應(yīng)板書設(shè)計(jì)第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。3.按下圖裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn),要求滿足的條件是:(1)通電一段時(shí)間后A槽、B槽的pH下降(2)電極d、a電極上得到電子的離子數(shù)之比為2∶1,若每組選項(xiàng)中兩種物質(zhì)分別表示A槽、B槽的電解質(zhì)溶液,則符合上述要求的正確組合是（）A.氯化鈉、硝酸銀B.硝酸銀、氯化銅C.硫酸、硝酸銀D.硫酸銅、硝酸銀D第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)?！局R(shí)拓深】1．電極參與反應(yīng)的化學(xué)電池⑴銀鋅紐扣電池總反應(yīng)式：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn

OH

2＋2Ag負(fù)極：正極：Ag2O+H2O+2e－

=2Ag+2OH－Zn+2OH--2e-=Zn

OH

2銀鋅紐扣電池KOHZnAg2O第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)?！局R(shí)拓深】⑵海水電池總反應(yīng)式：4Al+6H2O+3O2=4Al(OH)3負(fù)極：4Al-12e-=4Al3+正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-海水電池第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)?！局R(shí)拓深】⑶堿性鋅錳干電池負(fù)極：

Zn＋2OH－－2e

－==

Zn(OH)2

正極：2MnO2＋2H2O＋2e

－＝2MnOOH

＋2OH－

則其電池反應(yīng)式為:

Zn＋2MnO2＋2H2O＝Zn(OH)2

＋

2MnOOH

第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)?！局R(shí)拓深】

2．電極沒有參與反應(yīng)的化學(xué)電池氫氧燃料電池⑴氫氧燃料電池以H2為燃料，O2為氧化劑，電極為多孔鎳，電解液為30%的KOH溶液，其電池反應(yīng)為2H2

+

O2

=

2H2O，則其電極反應(yīng)分別為：負(fù)極：

、正極：

。O2

+2H2O+4e

-=4OH-氫氧燃料幻燈片11電池2H2

+4OH-

-4e-

=4H2O第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。氫氧燃料電池第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)?！局R(shí)拓深】⑵甲烷燃料電池是用金屬鉑作電極，用KOH溶液作電解質(zhì)溶液。其電池反應(yīng)式為：CH4

+

2O2

+2KOH=K2CO3+

3H2O，則其電極反應(yīng)分別為：負(fù)極：

、正極：

。CH4+

10OH--8e

-=CO32-+

7H2O2O2

+4H2O+8e

-

=8OH-KOHPtPtCH4O2第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。5.原電池的應(yīng)用(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1：下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。比較反應(yīng)速率⑶例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)。⑷比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。例4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。判斷溶液pH值變化⑸、例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為————mol,溶液的pH值為_________？（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑4-lg3.75

0.015第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。原電池小結(jié)定義形成條件正負(fù)極名稱和電子流向判斷工作原理（氧還反應(yīng)，熟寫電極反應(yīng)式）應(yīng)用分析各種電池。比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較反應(yīng)速率比較金屬腐蝕的快慢判斷溶液pH變化金屬的腐蝕和防護(hù)原電池腐蝕（定義、本質(zhì)、類型）腐蝕防護(hù)（常見三種方法）（從活潑性比較、電子得失、氧還反應(yīng)等多角度判斷）題型（三點(diǎn)記住）第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。發(fā)生原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，在理論上可設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)是（）A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H>0B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(1)+2NH3·H2O(1)+8H2O(1)；△H>0C.CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g);△H<0D.CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(1);△H<0D第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。①發(fā)生氧化反應(yīng)的電極②失去電子的電極，③電流流入的電極④較活潑的電極⑤陰離子移向負(fù)極⑥常見溶解的電極①發(fā)生還原反應(yīng)的電極②得到電子的電極，③電流的流出極④較不活潑的電極⑤陽(yáng)離子移向負(fù)極⑥常見氣泡冒出或金屬析出的電極判斷負(fù)極的方法判斷正極的方法第三十