2021新人教版高中化学必修二2.2《化学能与电能》(第1课时 原电池)word学案

原电池
1．了解化学能与电能的转化关系。

2．初步了解化学电池的工作原理及应用。

3．掌握原电池的构成要素以及电池正负极的判断。

4．会书写简单的电极反应式。

化学能转化为电能
1．一次能源和二次能源。

(1)一次能源。

直接从自然界取得的能源，包括风力、流水、潮汐、地热、原煤、石油、天然气、天然铀矿等。

(2)二次能源。

一次能源经过加工、转换得到的能源，如电力、蒸汽等。

2．化学能与电能的相互转化。

(1)燃煤发电的能量转换过程。

化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能。

(2)原电池。

①定义:把化学能直接转化为电能的装置。

②构成条件:具有活泼性不同的两个电极；具有电解质溶液；电极间构成闭合回路。

③反应本质:化学电池的反应本质是自发进行的氧化还原反应。

(3)电极。

负极:失电子，发生氧化反应的电极。

正极:得电子，发生还原反应的电极。

(4)电极方程式。

表示正、负极发生反应的方程式。

【应用思考】
从上述火力发电和原电池的工作原理，阐述原电池的优点。

提示:火力发电需要经过较多的能量转化过程，每次转化都会有能量的消耗，所以能量利用率不高，而原电池是把化学能直接转化为电能，所以能量利用率较高。

1．以下装置不能形成原电池的是________。

答案:④⑥
2．根据Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是(D)
A．镁B．石墨C．铝D．铅
3．有关原电池的下列说法中正确的是(C)
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中，只有金属能作负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
基础训练
1．下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程，正确的是(A )
A ．化学能→热能→机械能→电能
B ．热能→化学能→机械能→电能
C ．机械能→化学能→热能→电能
D ．热能→机械能→化学能→电能
解析:燃煤发电原理——从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程: 化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能
故答案为A 。

2．下列关于原电池的叙述中正确的是(A )
A ．原电池能将化学能转变为电能
B ．原电池负极发生的电极反应是还原反应
C ．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
D ．原电池的电极只能由两种不同的金属构成
解析:原电池能将化学能转变为电能，A 正确；原电池负极发生的电极反应是氧化反应，B 错；原电池工作时电子从负极经外电路流向正极，C 错；原电池的电极可用石墨构成，D 错；答案为A 。

3．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(D )
A ．Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag
B ．Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O
C ．Zn ＋CuSO 4===Cu ＋ZnSO 4
D ．C ＋CO 2===2CO
解析:D 项是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。

4．对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是(C )
A ．发生氧化反应的为负极
B ．正极为电子流入的一极
C ．比较不活泼的金属为负极
D ．电流的方向由正极到负极
解析:原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C 项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A 项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B 、D 两项正确。

5．在盛有稀H 2SO 4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(D )
A ．正极附近的SO 2－4离子浓度逐渐增大
B ．正极有O 2逸出
C ．电子通过导线由铜片流向锌片
D ．铜片上有H 2逸出
解析:A.该原电池放电时，溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故A 错误；
B.正极上氢离子得电子被还原生成氢气，故B 错误；
C.电子由负极经导线流向正极，即由锌片流向铜片，故C 错误；
D.Cu 电极上氢离子得到电子生成氢气，有氢气逸出，故D 正确；故选D 。

6．如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，X棒变重，Y棒变轻，由此判断下表中所列X、Y、Z物质，其中可以成立的是(D)
解析:电流计指针偏转，X棒变重，Y棒变轻，说明该装置为原电池，X棒有固体析出，Y棒失去电子进入溶液。

A.锌比铜活泼，所以锌失去电子，生成锌离子进入溶液，X棒变轻，Y上有氢气放出，错误；B.Y为Fe极，则Fe失去电子，生成亚铁离子进入溶液，Y棒变轻，而X生成氢气，错误；C.锌失去电子进入溶液，则X变轻，Y上有银形成， Y变重，错误；
D.Y为Zn，则Zn失去电子进入溶液，Y棒变轻，碳棒上有Cu析出，则碳棒增重，形成电流，正确；答案选D。

能力提升
7．①②③④四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；
①③相连时，③为正极；
②④相连时，②上有气泡逸出；
③④相连时，③的质量减少。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(B)
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
解析:①②相连时，外电路电流从②流向①，说明电子从①流向②，则①比较活泼；①③相连时，③为正极，①为负极，①比较活泼；②④相连时，②上有气泡逸出，氢离子放电生成氢气，则②为正极，④比较活泼；③④相连时，③的质量减少，③作负极，③比较活泼。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是①③④②；答案选B。

8．等质量的两份锌粉a、b，分别加入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量
浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图象表示如下，其中正确的是(D)
解析:等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a 中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有:Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以，a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。

b中只发生反应:Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

符合这些条件的图象就是D项。

9．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH 溶液中，如下图所示。

(1)写出甲池中正极的电极反应式。

正极:_______________________________________。

(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。

负极:________________________________________。

总反应的离子方程式:__________________________________。

(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的。