版高中化学第2章化学键化学反应与能量第3节化学反应的利用第2课时化学反应为人类提供能量学案.docx

1、版高中化学第2章化学键化学反应与能量第3节化学反应的利用第2课时化学反应为人类提供能量学案第2课时化学反应为人类提供能量一、化学反应为人类提供能量1物质发生化学反应的实质与能量变化的原因2化学反应中能量转化的主要形式(1)即热饭盒、铝热反应：化学能主要转化为热能；(2)电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气：电能主要转化为化学能。(3)绿色植物进行光合作用时，光能转化为化学能。(4)煤燃烧时，化学能主要转化为热能和光能。例1下列说法中正确的是()A化学反应中的能量变化，其表现形式除热能外还可能是光能和电能等B化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律C在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生

2、成物的总能量可能相同D在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量考点化学能与热能的相互转化题点化学反应中能量变化的相关综合答案A解析化学反应中的能量变化一定遵循能量守恒定律；物质发生化学反应都伴随着能量的变化，所以反应物的总能量与生成物的总能量一定不同；在一个确定的化学反应中，反应物的总能量(E1)与生成物的总能量(E2)之间的关系：E1E2，化学反应为放热反应，E1E2，化学反应为吸热反应。思维启迪任何化学反应除遵循质量守恒定律外，同样也遵循能量守恒定律，不同形式的能量之间可以转化，但总能量保持不变。反应物与生成物的能量差若以热能形式表现出来，即为放热反应或吸热反应。二

3、、化学能转化为电能1实验探究实验步骤现象结论锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，检流计指针发生偏转导线中有电流，化学反应中化学能转化为电能两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，检流计指针不偏转锌与稀硫酸反应，导线中无电流无现象乙醇是非电解质，导线中无电流2.原电池的概念原电池是将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。3原电池的构成条件理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。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：两电极

4、用导线相连，形成闭合回路。4原电池的工作原理(1)分析下图并填空原电池总反应式：Zn2H=Zn2H2；(2)能量转化：化学能转变为电能。5原电池工作原理的应用(1)比较金属活动性原电池中，做负极的金属活动性一般比做正极的金属活动性强。(2)改变化学反应速率如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。(3)设计原电池如：把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池，可用Fe做负极，铜(或石墨)做正极，FeCl3溶液做电解质溶液。(4)制造多种化学电源干电池(又称一次电池)：如锌锰电池；蓄电池(又称二次电池)：如铅蓄电池、镍氢

5、电池、锂电池(手机用)；燃料电池：如氢氧燃料电池，其能量转化率高，对环境无污染。(1)电子只能在导体中定向移动，不能通过溶液。(2)电解质溶液中离子移动方向：阳离子移向正极、阴离子移向负极。例2如图所示装置能够组成原电池的是_。其他不能构成原电池的说明理由：_。考点能源与构成原电池的条件题点原电池的形成条件与判断方法答案EFGA装置的两个电极的活泼性相同，电子不会流动形成电流；B装置为非电解质溶液，不能发生氧化还原反应；C装置电解质溶液在两个分开的装置中，不成形成闭合回路；D装置无导线连接电极，不能形成闭合回路。它们均不能构成原电池思维启迪原电池的判断方法一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反

6、应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。例3如图所示检流计的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()AB极为原电池的正极BA、B、C分别可以为Zn、Cu和稀盐酸CC中阳离子向A极移动DA极发生氧化反应考点原电池工作原理及正负极的判断题点原电池工作原理答案C解析原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。思维启迪多个角度判断原

7、电池的正极和负极例4四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是()A BC D答案B解析相连时，外电路电流从流向，则金属活泼性大于；相连时，为正极，则金属活泼性大于；相连时，上有气泡逸出，则金属活泼性大于；相连时，的质量减少，则金属活泼性大于，故金属活泼性由大到小的顺序为。思维启迪形成原电池、比较金属活动性根据原电池原理比较金属活动性，做负极的金属活动性较强，做正极的金属活动性较弱。例5某原电池的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该原电池正确的组成是()选项正极负极

8、电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2考点原电池原理的应用题点设计原电池答案C解析将ZnCu2=Zn2Cu拆成两个半反应：氧化反应(负极反应)：Zn2e=Zn2。还原反应(正极反应)：Cu22e=Cu。则电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中含Cu2。方法技巧设计原电池的方法(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、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)选择合适的材料电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还

9、原反应中，本身失去电子的材料。电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)用导线连接铜片和锌片插入到稀H2SO4中，锌片上有大量气泡()(2)原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应()(3)NaOHHCl=NaClH2O是放热反应，可以设计成原电池()(4)原电池中的阳离子由负极区向正极区移动()(5)在Zn|稀硫酸|Cu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()(6)把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液，气泡放出速率加快()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2

10、(2017北京101中学期中)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是()ABCD锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池考点能源与构成原电池的条件题点能量的转化方式答案A解析A项，锂离子电池是把化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反应，是把化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故错误。3(2017合肥高一检测)某学生将检流计用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是()A用铜片、铅笔芯做电极插入稀硫酸中B用两个铜片做电极插入硝酸银溶液中C用锌片、铜片做电极插入番茄中D

11、用铜片、铁片做电极插入酒精中答案C解析要构成原电池，除要形成闭合回路外，还需要有两个活动性不同的电极材料，一般其中一个电极要能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。A项，铜和石墨与稀硫酸均不反应；B项，电极材料相同；D项，酒精是非电解质；C项，一些水果中含有有机酸，可做电解质溶液。4(2017湖南郴州适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是()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考点原电池工原理和正负极的判断题点原电池工作原理答案C解析A项，铜做正极，锌做负极，因此电子由锌流向铜，故错误；B项，该装置将化学能转

12、化为电能，故错误；C项，锌做负极失去电子，发生氧化反应，故正确；D项，电子与电流的方向相反，因此电流由铜极流向锌极，故错误。5如图所示装置，检流计指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液答案D解析A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B两项中的反应为ZnH2SO4=ZnSO4H2，则

13、在A选项中A极变细，B选项中A极不变。C和D两项中的反应为Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2，其中C选项中A极变细，D选项中A极变粗。6在铜锌原电池中(如下图)，以硫酸铜为电解质溶液，锌为_极，电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。锌片上观察到的现象为_；铜为_极，电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式_；铜片上观察到的现象为_，原电池总反应的离子方程式为_。考点原电池工作原理和正负极的判断题点常考多变的锌铜原电池答案负氧化Zn2e=Zn2锌片溶解正还原Cu22e=Cu铜极变粗ZnCu2=Zn2Cu解析CuSO4溶液为电解质溶液时，铜锌原电池的负极为锌，电极反应式为Zn2e=Zn2，所以锌片不断溶解，正