高二化学化学能与电能2
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1.2.3化学能与电能的转化(电解池的工作原理)基础知识清单1.电解和电解池的工作原理(1)电解:在直流电的作用下,在两极上分别发生反应和反应的过程。
(2)电解池:将转化为的装置(也称电解槽)。
(3)电解池的构成条件①直流电源;①两个电极;①电解质溶液或熔融电解质;①形成闭合回路。
(4)电解原理①电解时必须使用直流电源,不能使用交流电源。
①电解质的水溶液或熔融电解质均可被电解,因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。
①电解过程中,电能转化为化学能而储存在电解产物中,转化过程中遵循能量守恒定律。
①电解质溶液(或熔融电解质)的导电过程,就是电解质溶液(或熔融电解质)的电解过程,是化学变化,而金属的导电是利用其物理性质。
①电解法是一种强氧化还原手段,可以完成非自发的氧化还原反应。
2.电解熔融态氯化钠电解熔融态氯化钠原理图(1)实验现象。
通电后,在阳极周围有产生,在阴极上生成。
(2)实验分析。
①熔融氯化钠中存在的微粒:、。
①通电后离子和电子的移动方向离子:阳离子(填离子符号)移向阴极;阴离子(填离子符号)移向阳极。
电子:从电源流向,从流向电源的。
①电极上发生的变化阴极: (还原反应)。
阳极: (氧化反应)。
(3)实验结论。
熔融的氯化钠在 作用下发生了化学变化,分解生成了钠和氯气。
应用:工业上活泼金属的制备通常用电解法。
如NaCl(熔融)――→通电Na ,MgCl 2(熔融)――→通电Mg ,Al 2O 3(熔融)――→通电Al 。
3.电解CuCl 2溶液电解质溶液中有 、 、 、 。
其中 、 移向阴极,阴极电极反应: ; 、 移向阳极,阳极电极反应: 。
电解反应: 。
4.电解池阴、阳极的判断方法5.电解池电极反应式、电池总反应式的书写6.惰性电极电解电解质溶液的规律电解时电极产物的判断惰性电极为铂、金、石墨电极,活性电极(除铂、金、石墨电极之外的电极)在阳极时优先放电。
(1)若阴极为H+放电,则阴极区c(OH-)增大;若阳极为OH-放电,则阳极区c(H+)增大;若阴极为H+放电,同时阳极为OH-放电,相当于电解水,电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。
化学高二第二章知识点归纳第一节:化学反应速率化学反应速率是指反应物消失或生成物产生的速率。
影响化学反应速率的因素有很多,包括浓度、温度、催化剂等。
浓度越高,反应速率越快;温度越高,反应速率越快;催化剂可以降低活化能,加速反应速率。
第二节:化学平衡化学反应达到平衡时,反应物的浓度不再发生显著变化。
平衡位置的移动可以通过改变反应物浓度、温度或压力来实现。
平衡常数是描述反应平衡程度的指标。
第三节:化学反应热力学化学反应热力学研究化学反应与能量的关系。
反应焓变(ΔH)表示化学反应过程中释放或吸收的热量。
正值表示吸热反应,负值表示放热反应。
根据热力学第一定律,能量守恒。
第四节:溶液的浓度溶液的浓度可以用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度等表示。
溶液的浓度与溶解度有关,溶解度受温度、压力等因素影响。
溶液可以通过溶液的稀释、蒸发来改变其浓度。
第五节:酸碱滴定酸碱滴定是一种常用的化学分析方法,用于测定溶液中酸碱物质的浓度。
滴定过程中,滴定剂与被滴定物质发生反应,通过指示剂的变色点确定滴定终点,从而计算出被滴定物质的浓度。
第六节:电解电解是利用电流使电解质发生化学反应的过程。
电解可以分为电解质溶液电解和熔融态电解。
电解质溶液电解中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
熔融态电解中,阳极产生气体,阴极产生金属。
第七节:氧化还原反应氧化还原反应是指物质的氧化和还原过程。
氧化是指物质失去电子,还原是指物质获得电子。
氧化还原反应可以通过电子的转移来实现。
第八节:电化学电化学研究电能与化学能的相互转化关系。
电池是将化学能转化为电能的装置,电解池则将电能转化为化学能。
在电化学过程中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
以上是化学高二第二章的主要知识点归纳,通过对这些知识点的学习,可以更好地理解化学反应的速率、平衡、热力学、溶液浓度、酸碱滴定、电解、氧化还原反应以及电化学等内容。
这些知识点是进一步学习和理解化学的基础,也为解决实际问题提供了依据。
高二化学电能知识点总结电能是指物体具有的电势能和电场能,是一种形式的能量。
电能与电荷之间有着密切的关系,下面将对高二化学中与电能相关的知识点进行总结。
一、电能的产生1. 静电能:当物体带有电荷时,由于电荷之间的相互作用,会产生静电能。
静电能的大小与电荷量以及物体之间的距离有关。
2. 电池的化学能转化为电能:电池通过化学反应将化学能转化为电能。
在电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,电子从负极流向正极,形成电流,实现了化学能向电能的转化。
二、电能的传输与转化1. 电导体:电导体是指能够传输电能的物质,如金属等。
在电导体中,电子能够自由移动,通过电子的传输,电能可以在导体内部传输。
2. 电流:电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量,是电能传输的一种形式。
通常用符号I表示,单位是安培(A)。
3. 电阻:电阻是指导体对电流流动的阻碍程度。
电阻越大,导体对电流的阻力越大,电能的转化就越多。
电阻的大小与导体材料、长度、横截面积等因素有关。
4. 高阻值材料的应用:高阻值材料可以将电能转化为其他形式的能量,如热能。
在电热器、电炉等设备中使用高阻值材料,将电能转化为热能,实现加热的功能。
5. 电功率:电功率表示单位时间内的电能转化速率,通常用符号P表示,单位是瓦特(W)。
电功率与电流和电压之间有以下关系:P = U × I。
在电路中,电功率可以用来衡量电能转化的效率。
6. 电压:电压是指电荷在电路中的电位差,也可以理解为电能转化的驱动力。
通常用符号U表示,单位是伏特(V)。
7. 串联与并联电路:在电路中,电阻、电流等元件可以串联或并联连接。
串联电路中,电流相同,电压分配不均;并联电路中,电压相同,电流分配不均。
在不同的电路连接方式下,电能的传输和转化方式也有所不同。
三、电能的应用1. 电能的照明应用:电能通过电灯泡等照明设备转化为光能,实现照明功能。
2. 电能的运动应用:电能转化为机械能,推动电动机实现物体的运动。
化学反应与电能知识点总结高二化学反应与电能知识点总结化学反应与电能是高中化学中的重要知识点,涉及到能量的转化和反应的性质。
下面将对化学反应与电能的相关概念及其应用进行总结。
一、化学反应的基本概念1. 反应物:参与反应的起始物质。
2. 生成物:反应过程中生成的物质。
3. 化学方程式:反应过程中化学式的表示方式。
4. 反应类型:包括合成反应、分解反应、置换反应等。
5. 反应速率:反应物消耗或生成物生成的速率。
二、能量与化学反应1. 焓变:反应过程中吸热或放热的能量变化。
2. 焓变的计算:可以通过化学方程式中物质的热化学方程式和标准生成焓来计算。
3. 热化学方程式:化学方程式中附带有焓变的表示方式。
三、电能的基本概念1. 电流与电量:电流是单位时间内电荷通过导体截面的多少,电量是电流乘以时间的积分。
2. 电压与电势差:电压是单位电荷所具有的能量,电势差是两点之间的电势能差。
3. 电阻与电阻率:导体阻止电流通过的程度。
4. 欧姆定律:电流与电压成正比,与电阻成反比。
四、化学反应与电能的关系1. 电化学反应:涉及到电能与化学反应的相互转化。
2. 电解:电能转化为化学能的过程。
3. 电池:化学能转化为电能的装置。
4. 电解质:能够在水溶液中产生离子的物质。
五、电池与电源1. 原电池:基于金属离子溶液与金属之间的电化学反应产生电能。
2. 电解质电池:基于氧化还原反应产生电能。
3. 干电池与蓄电池:干电池是一次性使用的电池,蓄电池可以充放电多次使用。
4. 电池的工作原理:通过化学反应将化学能转化为电能。
六、化学反应与电能的应用1. 化学电源:广泛应用于移动通信、家用电器等领域。
2. 蓄能电池:用于储存太阳能、风能等可再生能源。
3. 化学发光:利用化学反应产生的能量在荧光体中产生发光效果。
4. 腐蚀与防护:金属的腐蚀过程涉及到化学反应和电化学反应。
5. 炼钢与电解制铝:工业生产中利用化学反应与电化学反应进行金属的提取和纯化。
高二化学反应与电能知识点反应速率与反应机理:反应速率是指在单位时间内物质量的增加或减少。
反应速率受多种因素的影响,如温度、浓度、催化剂等。
化学反应通常遵循速率方程式,其中反应级数与反应物浓度相关。
反应机理是指反应过程中发生的分子碰撞和分子重组的具体步骤。
化学平衡:化学平衡是指当反应物与生成物浓度达到一定比例时,反应停止,但反应物与生成物的浓度不再发生变化。
平衡常数是表示反应物在平衡状态下浓度比例的指标。
平衡常数与温度有关,可通过平衡常数表或计算得出。
溶液中的离子反应:在水中,许多物质会解离成离子。
离子反应是指涉及带电粒子(离子)的变化。
离子反应可通过方程式表示,其中离子的电荷数和浓度必须平衡。
氧化还原反应:氧化还原反应涉及电子的转移。
氧化是指物质失去电子,还原是指物质获得电子。
氧化还原反应可通过半方程式表示,其中展示了电子转移的过程。
电能与化学反应:化学反应过程中可能涉及电能的转化。
电能是电荷流动过程中的能量形式。
电池是一种将化学能转化为电能的装置,可通过氧化还原反应来产生电流。
电解质和非电解质:电解质是指在水中能够导电的物质,它们可以分解成带电离子。
非电解质则不能导电,它们通常以分子形式存在。
电解质的导电性取决于其浓度和溶液中的离子浓度。
燃烧反应:燃烧反应是指物质与氧气发生反应,产生热和光。
燃烧反应通常是氧化反应的一种,具有放热和快速反应的特点。
核反应:核反应是指核粒子的变化和能量的释放。
核反应包括裂变和聚变两种。
裂变是指原子核分裂成两个或更多核片段,聚变是指两个原子核合并成一个更重的核。
化学反应与环境:许多化学反应在生活和工业过程中发挥重要作用。
然而,一些化学反应也会对环境产生负面影响,如排放有害气体和废弃物。
因此,开展环境友好型的反应研究具有重要意义。
在化学学习的过程中,了解反应速率、反应机理,理解化学平衡和离子反应,掌握氧化还原反应和电能转化的知识,以及熟悉电解质和非电解质的特点,能够更好地理解和解释化学现象。
“化学能与电能”说课稿
盐池高级中学武燕蓉
一、教材分析
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。
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知识的提升与拓展,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。
通过本节课的学习,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“化学能与电能相互转化”的探究之中。
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,是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
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,基本过程和方法,初步养成科学探究的能力。
②能对自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控,提高自主学习化学的能力。
(3)情感态度与价值观
①学生通过探究化学能转化为电能的奥秘,提高学习化学的兴趣和热情,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
②赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献,关注能源问题,逐步形成正确的能源观。
3、教学重难点及突破
4.学情分析
学生已经学习了金属的性质、电解质溶液及氧化还原反应等有关知识;在能力上,学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力。
学生在生活中对电池也有所了解。
学生喜欢通过实验探究化学反应的实质,由实验现象推测反应原理,学生对本节课会有所期待。
二、教法分析
教育学理论认为,选择和采用教学方法时,不仅要根据学科的特点,而且要根据教学任务和学生的认知特点选用。
化学是一门以实验为基础的自然科学。
化学教学离开了实验,也就成了无源之水,无本之木。
本课主要采用了实验探究法、再结合问题探讨法、分析推理和比较归纳法等教学方法,更好地突出本课重点,突破难点,完成教学任务。
同时在教学中还合理地运用多媒体等辅助手段,便于达到预期的教学效果。
三、学法指导
根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实验需要,采用分组实验探究、问题探讨、分析推理和比较归纳等方法,并结合多媒体进行辅助
教学。
在实验→观察→讨论→推测→验证的过程中,学习和理解原电池的概念、原理和构成条件。
通过本节课的学习,使学生养成善于观察、善于思考的习惯,并学会运用观察、比较、归纳等方法去分析、解决问题,达到学以致用的目的。
四、教学程序
教与学是有机结合而又对立统一的,良好的设想,必须通过教学实践来实现,我是这样安排教学程序的。
(一)创设问题情景,引导学生建立新思维
我邀请学生一起动手利用西红柿,苹果让电流计的指针发生偏转,激发学生的学习兴趣,提出问题:在这个现象中到底发生了什么变化呢?引出本节课的课题。
(1)引导学生复习金属锌和稀硫酸的反应,提出问题:
●锌和稀硫酸反应的类型属于哪一类?
●这个反应中元素的化合价是否发生变化?
●氧化还原反应的实质是什么?
●用双线桥法表示锌和稀硫酸反应中电子转移的方向以及数目?(2)通过分析锌和稀硫酸反应中电子转移的情况,作出大胆的假设:如果让锌失去的电子在闭合回路中发生定向移动,会有什么现象发生?从而引导学生设计出电子定向移动的闭合回路,得到铜锌原电池的装置图。
(3)通过分析设计,让学生自己动手实验,得出实验结论。
教师因势利导提出问题:电流计的指针发生偏转,说明产生电能,依据能量守恒原则,能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,那么电能到底是什么能转化而来
的呢?和学生一起分析从而初步形成原电池的概念.
这种通过问题情景的引入方法,不仅能激发学生的学习兴趣和探究热情,又能使学生明确学习目标,进入学习主题,避免思维的盲目性。
(二)师生互动,传授新知
这部分的教学内容分为原电池的工作原理和原电池的构成条件两部分。
为了更好地完成教学目标,达到良好的教学效果,采用分组探究,再结合设疑法,分析推理和比较归纳法等教学方法,并结合多媒体进行教学。
1.原电池形成条件的教学:
教材中“构成原电池的条件”这一讨论题,问题过于空泛,考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强,单纯的讨论可能会无从谈起。
因此,我在这部分内容教学时,主要采用实验探究法。
依据之前设计出的铜锌原电池装置提出问题:如果更换铜锌原电池中的部分电极材料,那么电流计的指针依旧会发生偏转吗?得到实验方案。
借助多媒体向学生展示设计的实验方案,我把学生分为四大组,共八个实验,通过分组对比实验,根据实验现象的不同,分析可能的原因,交流讨论,得出原电池的构成条件,让学生体验学习化学的乐趣。
2.原电池的工作原理教学:
原电池原理教学时,我采用问题引导,动画演示,讨论交流,归纳总结等方法。
利用多媒体展示原电池工作原理的微观示意图,使学生直观的观察到原电池中所发生的一系列的变化,如电子的定向移动,电流的流向以及阴阳离子的定向移动。
引导学生写出电极反应式和电池反应方程式。
在初中物理已有的知识储备的基础上,通过电流的方向来确定原电池的正
极和负极,并和学生一起讨论总结判断正负极的其他方法,利用多媒体辅助教学让学生在大脑中初步形成原电池的概念。
最后利用铜锌原电池的工作原理解释在新课之前的实验现象,说明苹果,西红柿中含有电解质溶液,和铜片,锌片以及导线共同构成了一个原电池装置,将化学能转化为电能,使电流计的指针发生偏转,通过这个现象的解释,使学生感受到化学世界的奇妙,激发学生学习化学的热情。
(三)练习巩固内化新知(见学案)
(四)学生小结升华新知
课堂小结,让学生在学案中自己小结,能使学生体会到一堂课中的乐趣和收获,老师做要点补充。
(五)布置作业
1.(必做题)课本44页1题、2题
2.(选做题)制作水果电池。
板书设计。