人教版必修2第2章 第2节化学能与电能作业
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人教版高中化学必修2第二章《化学反应与能量》测试题(B 卷)本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题),满分100分,考试时间40分钟。
第一部分 选择题(共60分)一、单项选择题(共10小题,每小题3分,共30分。
) 1.下列反应中属吸热反应的是A .镁与盐酸反应放出氢气B .氢氧化钠与盐酸的反应C .硫在氧气中燃烧D .Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应 2.对于反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g),能增大正反应速率的措施是A .增大容器容积B .移去部分SO 3C .通入大量O 2D .降低体系温度 3.在2L 密闭容器中进行的反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g),在10秒内反应物SO 2的物质的量由1mol 降到0.6mol ,则反应速率ν(SO 2)为A .0.02mol/(L·s)B .0.04mol/((L·s)C .0.2mol/((L·s)D .0.4mol/((L·s) 4.下列化学电池不易造成环境污染的是A .锌锰电池B .氢氧燃料电池C .镍镉电池D .铅蓄电池5.A 、B 、C 三种金属片,把A 、B 用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A 是负极;把B 、C 用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,C 发生还原反应。
三种金属的活动性顺序是A .A >B >C B .C >B >A C .A >C >BD .B >A >C 6.下列装置中能构成原电池的是7.下列关于物质及其变化的说法不.正确的是 A .各种物质都储存有化学能 B .不少的化学反应都具有可逆性C .物质发生化学变化时,键的断裂和生成都要释放能量G铜铜稀硫酸AG铜锌稀硫酸 CG银稀硫酸 BG铜锌乙醇 DD.物质发生化学变化时,常常伴随有物理变化8.工业上合成氨的反应为N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g),为了增大反应速率,提高经济效益,最理想的措施是A.增大反应物的浓度B.增大反应体系的压强C.提高反应体系的温度D.选择合适的催化剂9.下列实验中,反应速率加快是由催化剂引起的是A.双氧水中加入1~2滴1mol/L FeCl3,可迅速放出气体B.炭粉中加入KClO3,点燃时燃烧更为剧烈C.固态FeCl3和固体NaOH混合后,加入水能迅速产生沉淀D.锌与稀硫酸反应中加入少量CuSO4溶液,反应放出H2的速率加快10.氢氧燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它是以铂作电极,KOH溶液作电解液,总反应为:2H2 + O2=2H2O,正极反应为:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-,下列叙述不.正确的是A.H2通入负极区B.O2通入正极区C.负极反应为2H2 + 4OH--4e-=4H2O D.正极发生氧化反应二、多项选择题(共6小题,每小题5分,共30分。
⼈教版⾼中化学必修2精品导学案(答案)必修⼆第⼆章第⼆节化学能与电能学案第⼆章第2节化学能与电能课前预习学案⼀、预习⽬标1、了解燃煤发电的流程及关键步骤2、通过预习尝试填写有关锌铜原电池的基础知识3、记住化学电池的本质4、了解常见电源⼆、预习内容1、燃煤发电的流程:_______________________________________________________化学能转换为电能的关键:__________________________________________________3、化学电池的反应本质__________________________________________________________4、常见的化学电源有____________________________________________________________三、提出疑惑课内探究学案⼀、学习⽬标1、了解燃煤发电的流程及关键步骤2、掌握锌铜原电池的基础知识3、记住化学电池的本质4、了解常见电源⼆、学习重难点:掌握锌铜原电池的基础知识三、学习过程㈠燃煤发电的流程______________________________________________________________ 化学能转换为电能的关键______________________________________________________ (⼆) 探究化学能与电能的转化尝试填写下表:⑵原电池中如何判断正负极?⑶正极⾦属起啥作⽤?啥在正极上得电⼦?⑷正负极发⽣的反应类型?【知识应⽤】1、⽤下列物质设计⼀个原电池CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、Fe棒、Cu 棒、C棒、Zn⽚、Cu⽚、铜线、2、画出装置图㈢、常见电源___________________________________________________________________(四)当堂检测1.原电池中发⽣的化学反应属于 ____________________ ,原电池将_______能转化为____能。
第1课时 化学能转化为电能1.能举例说明化学能转化成电能的实例并了解其应用。
2.理解原电池工作原理。
3.会写简单的电极反应式。
一、一次能源和二次能源其中电能是应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。
二、化学能转化为电能1.化学能转化为电能的两种方式 (1)火电(火力发电):化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能;缺点:污染环境、低效。
(2)原电池:将化学能直接转化为电能;优点:清洁、高效。
2.原电池 (1)实验:锌片:溶解负极⎩⎪⎨⎪⎧电极材料:Zn电极反应:Zn失去电子,发生氧化反应电极反应式:Zn-2e-===Zn2+正极⎩⎪⎨⎪⎧电极材料:铜电极反应:得到电子,发生还原反应电极反应式:2H++2e-===H2↑电池反应:2H++Zn===Zn2++H2↑(3)电子的流向:电子由负极经导线流向正极。
(4)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。
1.(2018·宁夏育才中学期中)在下列能源中,属于二次能源的是( )A.风力B.原煤C.石油D.电力解析:风力是直接取自自然界没有经过加工转换的资源,是一次能源,A错误;煤是直接从地下挖来的,是一次能源, B错误;天然气、原煤和石油是三大化石燃料,是一次能源,C错误;我们生活中所使用的电力都是通过其他形式的能源转化而来的,是二次能源,D正确。
答案:D2.(2018·宁夏育才中学期中)下列各装置中,能构成原电池的是( )解析:原电池的构成条件:活泼性不同的两个电极、电解质溶液、闭合回路、自发的氧化还原反应,四个条件缺一不可。
A两个电极相同,不能构成原电池,A错误;B符合原电池构成要素,B正确;酒精为非电解质,不能构成原电池,C错误;不能形成闭合回路,D 错误。
答案:B3.关于如图所示装置的叙述,错误的是( )A.锌是负极,其质量逐渐减小B.氢离子在铜表面被还原C.电流从锌片经导线流向铜片D.电子从锌片经导线流向铜片解析:由图可知Zn为负极,其与H2SO4反应而溶解,Cu为正极,H+在正极被还原为H2,电子从锌片经导线流向Cu,电流方向与电子流动方向相反,从Cu→Zn,故A、B、D三项正确,C项错误。
(人教版必修2)第二章化学反应与能量第二节化学能与电能(第1课时)【学习目标】1.通过实验探究、交流讨论,知道原电池概念及原电池工作原理、构成原电池的条件.2.通过对实验现象的讨论与分析,提高实验探究和总结归纳的能力,感受自主学习、合作学习的乐趣.在趣味原电池制作活动中,感受化学能转化为电能的奇妙和参与探究的喜悦。
3. 通过举例说明化学能与电能的转化关系及其应用,认识到化学能转化为电能的重要性,感悟化学学科的学习价值和社会价值。
【学习重点】原电池概念、原理、组成及应用.【温馨提示】建立宏观现象与反应本质间的联系可能是你学习的难点。
【自主学习】旧知回顾:1.氧化还原反应的特征:__反应前后有元素化合价变化_,氧化还原反应的本质:有电子转移_____,氧化剂在反应中得电子,还原剂在反应中失电子。
2.氧化还原反应中转移电子数=_____失电子总数___=___得电子总数_____新知预习:阅读教材P39—40,尝试回答下列问题:1.一次能源是指:直接从自然界取得的能源,流水、风、煤、石油、天然气、铀矿等,二次能源是指:一次能源经过加工,转换得到的能源电力等。
2.燃烧的本质是什么?火力发电中能量的转化方式是怎样的?火力发电又有哪些优点和缺点呢?情景导入:电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,小到日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……大到火箭上天、神州六号宇宙飞船遨游太空,这一切都依赖于电池的应用.那么,同学们一定想知道电池的结构、它的工作原理。
电池是怎样把化学能转变为电能的呢?今天我们用化学知识来揭开电池这个谜。
下面我们先认识什么是一次能源?什么是二次能源?一、化学能转化为电能活动一:认识能源的分类交流:“新知预习1"。
对应练习1.下列能源中,一次能源有(1)(2)(5)(6)(9)(10)(13)(14),二次能源有(3)(4)(7)(8)(11)(12)(15)(16).一次能源中可再生资源有(1)(5)(9)(10)(13)(14),不可再生资源有(2)(6)。
必修二化学第二章第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能1.能举例说明化学能转化成电能的实例,并了解及应用。
2.理解原电池概念。
3.初步了解原电池工作原理及构成条件。
(重点)化学能转化为电能阅读教材P39到P42[实践活动]内容,完成下列问题。
1.能源的分类定义举例一次能源直接从自然界中取得的能源流水、原煤、天然气、风力、石油等二次能源一次能源经加工、转化得到的能源蒸汽、电力等2.化学能转化为电能的两种方式(1)火电(火力发电):化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能;缺点:污染环境、低效。
(2)原电池:将化学能直接转化为电能;优点:清洁、高效。
3.原电池(1)实验实验装置实验现象铜片:有气泡产生锌片:溶解变小电流表:指针偏转结论有电流产生,装置中化学能转化为电能(2)原电池概念:将化学能转变为电能的装置。
(3)铜锌原电池工作原理电极材料电子转移电极反应式反应类型Zn 失电子Zn-2e-===Zn2+氧化反应Cu 得电子2H++2e-===H2↑还原反应总电池反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑(4)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。
【判断】1.HCl+NaOH===NaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池。
(×)2.将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指针发生偏转。
(×)3.在铜锌稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。
(×)4.原电池中阳离子向正极移动。
(√)原电池的构成条件及正负极的判断方法1.构成原电池的“一个依据,三个必须”2.原电池正、负极的判断方法负极正极电极材料活动性较强的金属活动性较弱的金属或导电的非金属电子流动方向电子流出一极电子流入一极电流方向电流流入一极电流流出一极电解质溶液中离子的移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极发生的反应氧化反应还原反应反应现象电极溶解电极增重或有气泡放出【活学活用】1.下列装置中,能构成原电池的是( )A.只有甲B.只有乙C.只有丙 D.除乙均可以【解析】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。
人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时《原电池》说课稿一、说教材1、教材的地位及其作用本节教材是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容,是电化学中的重要知识也是核心内容。
内容安排在化学必修1《氧化还原反应》﹑化学必修2《化学能与热能》等内容之后,符合学生认知发展规律。
初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,在选修模块“化学反应原理”中,将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。
该节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。
该节分为两课时教学,本课为第一课时。
通过本课的学习,能使学生清楚地认识原电池的工作原理和构成条件,初步形成原电池的概念,并能够写出电极反应式和电池反应方程式。
生活在现代社会,学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。
当学生了解了化学反应中能量转化的原因,并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后,会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。
正是基于学生的这种心理特征,教材开始的几个设问,把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”研究之中。
从能量转换角度看,本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量,能量也是守恒的;化学能是能量的一种形式,它同样可以转化为其他形式的能量,如热能和电能等”论述的补充和完善。
从反应物之间电子转移角度看,原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用;从思维角度看,“将化学能直接转化为电能”的思想,是是对火力发电中对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
此外,本节内容对发展学生逻辑推理能力,提高学生科学素养,培养科学探究能力,将理论应用于实践,以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。
2、教学目标分析(1)知识与技能①学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件,初步形成原电池概念。
②能够写出电极反应式和电池反应方程式。
(2)过程与方法①学生通过对化学能转化为电能的学习,体验科学探究的过程,理解科学探究的意义,理解科学探究的基本过程和方法,初步养成科学探究的能力。
第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是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 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O……总反应式2O2+4H2O+8e-===8OH-……正极反应式CH4+10OH--8e-===7H2O+CO2-3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH-=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H+和OH-从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H++2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2+2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2+2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。
第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表P6 科学探究探究碱金属元素的金属性强弱的规律(1)实验步骤:①将一干燥的坩埚加热,同时取小块钾,擦干表面的煤油后,迅速投到热坩埚中,观察现象。
再与钠与氧气的反应进行对比。
②在培养皿中放入一些水,然后取黄豆粒大的钾,用滤纸吸干表面的煤油,投入培养皿中,观察现象。
再与钠与水的反应对比。
(2)实验现象:(3)实验结论:钾比钠更容易与氧化合,钾比钠更容易与水反应,钾比钠金属性强。
P9 实验1-1探究卤族元素的非金属性强弱的规律(1)实验记录:(2)实验结论:较活泼的非金属单质能将较不活泼的非金属元素的阴离子从其盐溶液中置换出来。
由此可以判断非金属性的强弱。
P11 习题1.1;1;Cs;Li;7;1;F;F。
2.C 3.C 4.A5.(1)6 3Li 7 3Li; (2)14 6C 14 7N; (3)23 11Na 24 12Mg。
6.7.8.(1)卤素单质的物理性质(2) 卤素单质的化学性质:①卤素单质与氢气反应随着核电荷数的增多,卤素单质与氢气的反应剧烈程度减小。
生成氢化物的稳定性减弱。
②卤素单质间的置换反应随着核电荷数的增加,卤素单质的氧化性逐渐减弱。
9.(1)4Li+O2点燃2Li2O 氧化剂:O2、还原剂:Li;(2)2K + 2H2O =2KOH +H2 氧化剂:H2O 还原剂:K(3)Br2 + 2KI =2KBr +I2氧化剂:Br2还原剂:KI(4)Cl2 + 2FeCl2=2FeCl3氧化剂:Cl2还原剂:FeCl210.(1)甲: C 二 IVA ;乙: O 二 VIA;丙:Na 三 IA;丁:Al 三 IIIA(2)甲与乙:C+O2点燃CO2或乙与丙:4Na+O2=2Na2O 或者2Na+O2△Na2O2乙与丁:4Al+3O2△2Al2O3。
11.不可以,113种元素不等于只有113种原子,很多元素还存在这不同的核素,即有同位素存在,所以原子种类实际上多于113种第二节元素周期律P14 科学探究P15 科学探究探究金属性变化规律Ⅰ.(1)实验方法:取一小段镁带,用砂纸除去表面的氧化膜,放入试管中。
姓名,年级:时间:第二节化学能与电能第一课时化学能转化为电能一、一次能源和二次能源二次能源中的电能是应用最广泛,使用最方便,污染最小的能源。
二、化学能转化为电能1.燃煤发电的能量转化(1)过程:化学能错误!热能错误!机械能错误!电能(2)化石燃料的燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
2.原电池(1)实验(2)原电池概念:将化学能转变为电能的装置(3)铜锌原电池工作原理电池总反应:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
(4)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应.(5)构成原电池的条件理论上,自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
①两个活动性不同的电极(或一个为金属,一个为能导电的非金属)电极。
②具有电解质溶液。
③形成闭合回路。
1.正误判断(1)HCl+NaOH===NaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池()(2)在铜—锌—稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌()(3)原电池中阳离子向正极移动 ( )(4)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()(5)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)√2.下列叙述不正确的是( )A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程D.在火力发电过程中,化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程,伴随着能量的变化[答案]A3.下列设备工作时,将化学能转化为电能的是( )[答案]C4.(1)下列装置属于原电池的是________。
(2)在选出的原电池中,________是负极,发生________反应,________是正极,该极的现象是________________.(3)此原电池反应的化学方程式为______________________。
课时分层作业(八)(建议用时:40分钟)[合格基础练]1.下列叙述不正确的是( )A .根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源B .电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C .火力发电是将燃料中的化学能直接转变为电能的过程D .在火力发电过程中,化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程,伴随着能量的变化C [氢气不能从自然界中直接取得,是二次能源,电能也是二次能源,且使用方便、污染最小,A 、B 两项正确;以煤为原料,火力发电的能量转化过程:化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能,C 项错误,D 项正确。
]2.下列装置中,能构成原电池的是( )A .只有甲B .只有乙C .只有丙D .除乙均可以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 。
]3.下列有关电池的说法正确的是 ( )A.铅蓄电池不属于二次电池B.原电池工作时一定有氧化还原反应发生C.废旧电池可埋入土壤,作为肥料D.氢氧燃料电池,通入氢气的电极为电池的正极[答案] B4.如图装置所示,正极发生的反应为( )A.Zn2++2e-===ZnB.2H++2e-===H2↑C.Zn-2e-===Zn2+D.Cu2++2e-===CuB [正极发生还原反应,应该是H+得电子发生还原反应。
]5.如图所示装置,电流表指针发生偏转,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( )A.A是Zn,B是Cu,C是稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液D [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中的反应为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,则A中A极变细,B中A极不变。
C和D两项中的反应为Fe+2AgNO3===2Ag+Fe(NO3)2,其中C中A极变细,D 中A极变粗。
]6.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是( )A.外电路的电流方向为X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和石墨棒,则X为石墨棒,Y为FeC.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极材料都是金属,则它们的活动性顺序为X>YD [外电路的电子流向与电流方向相反,A项错误;由电子流向可知,X极为负极,Y极为正极,则X应为Fe,Y为石墨棒,B项错误;X极发生氧化反应,Y极发生还原反应,C项错误;X极的金属应比Y极的金属活泼,D项正确。
]7.如图所示,两电极一极为石墨棒,另一极为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是( )A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为稀硫酸B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极,是石墨棒,烧杯中的溶液为稀硫酸D.b为正极,是石墨棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C [由题给信息“电流表的指针发生偏转”,可确定该装置构成了原电池。
又因“a 极上有大量气泡生成”,可知:a为正极(石墨棒),则b为负极(铁片),即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸。
]8.银锌电池用途广泛,可用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2充电放电Ag2O+Zn+H2O,此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )A.Ag B.Zn(OH)2C.Ag2O D.ZnD [放电反应为原电池反应,负极发生氧化反应失去电子。
]9.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式:2AgCl +Mg===Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是( )A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电D [由电池反应方程式看出,Mg是还原剂,AgCl是氧化剂,Mg作负极,A错误;Mg作负极,其电极反应式:Mg-2e-===Mg2+,B错误;因为该电池能被海水激活,故KCl溶液也可以激活电池,C错误;电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池工作时将化学能转化为电能,电能的产生可用于海上应急照明供电,D正确。
] 10.如图是氢氧燃料电池构造示意图。
关于该电池的说法不正确的是( )A.a极是负极,反应式为H2-2e-===2H+B.供电时的总反应式为2H2+O2===2H2OC.电子由b通过灯泡流向aD.氢氧燃料电池是环保电池C [a电极发生反应:H2-2e-===2H+,故电子应由a通过灯泡流向b。
]11.现有如下两个反应:(A)NaOH+HCl===NaCl+H2O(B)Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池__________________________。
(2)如果不能,说明其原因___________________________________________________________________________________________________________。
(3)如果可以,则写出正负极材料、电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还原反应”):负极:________,____________________,________。
正极:________,____________________,________。
[解析] (1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,(B)是氧化还原反应且能自发进行。
(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。
[答案] (1)(A)不能,(B)可以(2)(A)不是氧化还原反应,没有电子转移(3)Cu Cu -2e-===Cu2+氧化反应碳棒、Ag、铂、金(任选一) 2Ag++2e-===2Ag 还原反应12.把A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
(1)装置甲中负极的电极反应式是___________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是___________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_______________________________。
[解析] 据图(Ⅰ)知活泼性:A>B,A作负极,电极反应为A-2e-===A2+;据图(Ⅱ)知活泼性:B>C,正极反应为Cu2++2e-===Cu;据图(Ⅲ)知活泼性:D>A,正极反应为2H++2e-===H2↑,故c(H+)减小,pH增大。
据(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)知活泼性:D>A>B>C。
[答案] (1)A-2e-===A2+(2)Cu2++2e-===Cu (3)变大(4)D>A>B>C[等级过关练]13.如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,若实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是( )A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高D [当杠杆为绝缘体时,Fe把Cu2+置换附着在Fe球上,质量增重,下沉,B端低;为导体时,构成原电池,Cu球上有Cu析出增重,Fe球溶解,减轻,B端升高。
] 14.LED产品具有耗电量低、寿命长的特点。
如图是氢氧燃料电池驱动LED屏发光的装置,下列有关叙述不正确的是( )A.a处通入的气体是氢气,电极反应式为H2-2e-+2OH-===2H2OB.装置中电子的流向为a极→N型半导体→P型半导体→b极C.装置中的能量转化至少涉及三种形式的能量D.图中表示来自氢氧燃料电池中的K+的移动方向D [由N型半导体中电子的流向可知,a极是电子流出的一极(负极),a处应通入氢气,碱性条件下氢气失电子结合OH-生成水,A项正确;b极是电子流入的一极(正极),电子只能从a极经半导体流入,B项正确;该装置的能量转化中至少涉及化学能、电能、光能,C项正确;氢氧燃料电池中K+移向b极,但其不能在导线上移动,不能表示K+的移动方向,D项错误。
]15.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。
根据这个特点,科学家发明了测水泥初凝时间的某种方法。
此法的原理如图所示,反应的总方程式为2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag,下列有关说法正确的是( )A.正极电极反应式为Ag2O+2e-+2H+===2Ag+H2OB.测定原理示意图中,Ag2O为负极C.负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2OD.电池工作时,OH-向正极移动C [A项,溶液中含有OH-,正极反应为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-;B项,Ag2O为正极;D项,电池工作时,OH-向负极移动。
] 16.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。
甲乙(1)写出甲中正极的电极反应式:___________________________________。
(2)乙中负极为________,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,则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出________金属活动性更强,而乙会判断出________金属活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验得出的下列结论中,正确的有________。
A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B.镁的金属性不一定比铝的金属性强C.该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值了D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析[解析] 甲同学依据的化学反应原理:Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑,乙同学依据的化学反应原理:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。