高中化学 第二章 第二节 化学能与电能学案1 新人教版必修2
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化学能与电能（学案一）
【学习目标】
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．了解研制新型电池的重要性。
4．会书写简单的电极反应式和电池反应式。
【目标一】火电（间接转变）
1．我国目前发电总量构成：火电----81.2% 水电----17.6% 其他----1.2%（今
后水电和其他发电量会逐步增加）。
2．火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热使水汽化为蒸汽以
推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。`
3．火力发电流程：（学生回答）
4．火力发电缺点：①转换环节多；②发电效率低；③能源浪费多；④环境污染严重等。
5．燃烧的氧化还原反应本质：（学生回答）氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起
化学键重新组合，伴随有能量变化。
【思考】能否将化学能直接转化为电能呢？
【目标二】原电池原理
1．概念：将 的装置。
从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应（即符合强氧化剂与强还原剂反应生成弱的氧
化剂与弱的还原剂的反应），都可设计为原电池。
2．原电池正、负极概念：以Zn|H2SO4|Cu原电池为例，如下图所示：
稀硫酸
负极（Zn）： （氧化反应）
正极（Cu）： （还原反应）
总反应： （氧化还原反应）
负极：较活泼的一极或电子流出的极，发生氧化反应的极。
正极：较不活泼的一极或电子流入的极，发生还原反应的极。
3．构成原电池的条件：
【实验探究】探究原电池构成条件
实验一：
【归纳小结】形成条件一：活泼性不同的两个电极。
实验二：
【归纳小结】形成条件二：电极需插进电解质溶液中。
实验三：
【归纳小结】形成条件三：必须形成闭合回路。
【归纳总结】原电池构成的条件
（1）有一个自发进行的氧化还原反应；
（2）具有不同的两极：较活泼的金属作负极，发生氧化反应，较不活泼的金属或非金
属（如石墨）作正极，发生还原反应。
（3）具有电解质溶液
（4）具有导线相连组成闭合回路（或在溶液中接触）
【练习】将下列反应设计成原电池：
（1）Zn与CuSO4反应：负极（材料为 ）： （ 反应）
正极（材料为 ）： （ 反应）
总反应：
（2）Fe与FeCl3反应：负极（材料为 ）： （ 反应）
正极（材料为 ）： （ 反应）
总反应：
4．原电池正负极的判断：
（1）由组成原电池两极的电极材料判断，如果两极是由活泼性不同的金属作电极时，
一般情况下相对活泼的金属是 ，活泼性较弱的金属是 。
【说明】此判定一定要注意实际情况，如：Mg—Al—NaOH，Al才是负极；Al—Cu—浓
硝酸，Cu才是负极；如果是由金属和非金属导体（或金属氧化物导体）作电极，金属是负
极，非金属导体（或金属氧化物导体）是正极。
（2）根据氧化反应、还原反应发生的位置判定，发生氧化反应的极（或失电子的极）
为 ，即（负失氧）；发生还原反应的极（或得电子的极）为 ，即（正得还）。
（3）根据电子流出或电流流入的电极为 ，相反为 。
（4）根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断：阳离子移向的极为 ，阴
离子移向的极为 。
（5）根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为 ，有气体或
金属析出的电极为 。
【说明】此规则具有相当的局限性，它对于一些非常常规的原电池的电极判定的确准确。
如Al—Cu—稀硫酸，但对目前许多的新型燃料电池的电极的判定却显得是那么的无助。
5．原电池的应用：
（1）比较金属的活动性大小。一般来说，原电池的负极金属比正极金属活动性强。
（2）判断金属腐蚀的快慢：
①电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
例：下图中a为生铁，A、B两个烧杯中为海水，C、D烧杯中为1mol·L－1的稀硫酸。
比较A、B、C、D中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是 。
②原电池中的负极金属比正极金属腐蚀的快。
③同种金属，在强电解质溶液中比在弱电解质溶液中腐蚀的快。
（3）原电池反应速率大于化学反应速率。
例：用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ）。
A．加热
B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液
D．不用铁片，改用铁粉
（4）设计电池。从理论上说，任何氧化还原反应均可设计成原电池。
