苏教版化学选修4化学反应原理全册教案.pdf

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1、湖 州I市第五中学备课教案2 0 1 5学年第一学期高二化学杨志杰高 二(3)班(1 0)班绪 言学习目标：1学习化学原理的目的2：化学反应原理所研究的范围3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程1：学习化学反应原理的目的1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子3）如何实现这个过程？通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做至I J,对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的。2：

2、化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能，如图活化分子

3、的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？1、为什么可燃物有氧气参与，还必须达到着火点才能燃烧?2、催化剂在我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？第

4、一节化学反应与能量的变化（第一课时）一学习目标：反应热，焙变二学习过程1:引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有热能能 量 变 化-电能光能r 放热反应:化 学 反 应 吸热反应:思考7、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应反应物具有的总能量 生成物具有的总能量2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？多数的分解反应、氯化镀固体与氢氧化铁晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 0 H=E（生成物的总能量）一 E（反应物的总能量）AH=

5、E（反应物的键能）一 E（生成物的键能）反 应 过 程ci练 习 l）lmolC与 lmolH2（Xg）反应失成Imol CO（g）和 Imol H2（g）,需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为414=kJ/mol。2）拆开 ImolHH 键、ImolNH 键、ImolN三N 键分别需要的能量是 436kJ、391kJ、946kJ,则 ImolN2生成NH3的反应热为,Imol H2生成NH3的反应热为。3、H2+F2=2HF H2+Cl2=2HC1预测当生成2 moi HF和 2 moi HC1时，哪个反应放出的热量多？HCNOFClH436C415331N389293153O46

6、5343201138F568486272184157C1432327201205252243C=C 620 C=O 708若干化学键的键能（kJ/mol,25 ）1、下列说法正确的是A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B、放热的反应在常温下一定很易发生C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D、吸热反应在一定的条件下也能发生 2、反应C（石墨）-C（金刚石）是吸热反应，由此可知 A、石墨比金刚石更稳定 B、金刚石和石墨可以相互转化 C、金刚石比石墨稳定 D、金刚石和石墨不能相互转化第一节化学反应与能量的变化(第二课时)一学习目标：书写表示化学反应热的化学方程式

7、二学习过程1.复习回忆1)、催化剂为什么能够加快反应速度？2)、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？3)、化学反应中能量变化的主要原因？4)、你了解“即热饭盒吗？知道是什么原理吗？5)、什么是反应热(焙变)2.引入阅读课本：例 1 与例2与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？3、热化学方程式的书写1)热化学方程式定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2)正确书写热化学方程式应注意：(1)书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，(为什么？)而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。(2)标出了反应物与生成物的状态，(为什么要标出？)(3)

8、写出了反应热，还注明了“+”，“一”(4)方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。4.注意点：反应物和生成物前的系数它代表了什么？在方程式中A H 它表示了什么意义？A H 的值与什么有关系？热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。H(K J/m o l)它表示每摩尔反应所放出的热量，A H 的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时;其N I 不同。例题1、当 I m o l 气 态 啦 与 I m o l 气态C 1 2 反应生成2 m o i 气态H C 1,放 出 1 8 4.6K J 的热量，请写出该反应的热化学方程式。2.

9、写出下列反应的热化学方程式1)l m o l N 2(g)与适量0 2(g)反应生成N O (g)，需吸收68 k J 的热量；2)2 m o i c u(s)与适量0 2(g)反应生成C u O(s),放出3 1 4 k J 热量；3)1 g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.3 6k J 热量，写出硫燃烧的热化学方程式。4)4 g C O 在氧气中燃烧生成C O 2,放 出 9.6k J 热量，写出C O 燃烧的热化学方程式。5)在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2 H 2 (g)+O 2 (g)=2 H 2。(1);A H=-5 7 2 k J /m o lC H 4(g)+2 0

10、2 (g)=C 0 2(g)+2 H20 (1);A H=-8 9 0 k j/m o l由 I m o l 氢气和2 m o l 甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。6、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2 H 2 (g)+。2 =2 H 2。(1);A H=-5 7 2 k j/m o lC 3 H 8(g)+5 0 2(g)=3 c 0 2 (g)+4 H20 (1);A H =-2 2 2 0 k j/m o l5 m o l 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3 8 4 7 k J,则氢气和丙烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1

11、:17、已知(1)H2(g)+1/2 02(g)=H20 (g)A H i =a k j/m o l(2)2 H 2(g)+02(g)=2 H20 (g)A H2=b k j/m o l(3)I l2(g)+1/2 0 2 (g)=H20 (i )A I I 3 =c k j/m o l(4)2 H 2(g)+O 2 (g)=2 电0 ()A H 4 =d k j/m o l则 a、b、c、d的关系正确的是 A C。A、a c d 0C、2 a=b 08.若 2.6 g 乙 焕(C 2 H 2,气态)完全燃烧生成液态水和C O 2 (g)时放热1 3 0 k J。则乙焕燃烧的热化学方程式为_

12、_ _C 2 H 2 (g)+5/2 02(g)=2 C 02(g)+H20 (1)A H=-1 3 0 0 k j/m o l2 c 2 H 2 (g)+5 0 2 6)=4 C 0 2(g)+2 1 1 2 0(1)A H=-2 60 0 k j/m o l第一节化学反应与能量的变化(第三课时)一学习目标：燃烧热，中和热，能源二学习过程1、燃烧热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？1)定义：在 2 5 C,1 0 1 k P a 时，I m o l 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热通常可由实验测得。2)在理解物质燃烧热的定义时，要注意以

13、下几点：研究条件：2 5 0 c ,1 0 1 k P a 反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 m o l 研究内容：放出的热量。(A H Q 1 的 是(B)A.H 2(g)+C1 2(g)=2 H Cl(g);H=-Q 1/2 H2(g)+l/2 Cl2(g)=H Cl(g);AH =-Q2B.C(S)+1/2 02(g)=C0 (g);H=-Q iC(s)+02(g)=C02(g)；AH=-Q2C.2 H2(g)+0 2(g)=2 H20(l);H=-Q j2 H2(g)+0 2(g)=2 H20(g);AH=-Q2D.S(g)+02(g)=S 02(g)；AH

14、=-QIS(s)+02(g)=S 02(g);AH=-Q23,2 98 K,l Ol k Pa 时，合 成 氨 反 应 的 热 化 学 方 程 式N2(g)+3 I 1 2(g)=2 NH 3(g)；1 1=92.3 8 k J/m o l(在该温度下,取 1 m o l N2(g)和 3 m o l I 1 2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.3 8 k J,其原因是什么。第四章电化学基础 4.1原电池一、探究目标体验化学能与电能相互转化的探究过程二、探究重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。三、探究难点通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转

15、移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。四、教学过程【引入】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，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。【板书】4.1原电池一、原电池实验探究讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了 1 7 99年意大利物理学家一一伏打留给我们的历史闪光点！【实验探究】（铜锌原电池）-5 L实验步骤现象1、锌片插入稀硫酸2、铜片插入稀硫酸3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀

16、硫酸【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？3、锌片的质量有无变化？溶液中c （H，）如何变化？4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？5、电子流动的方向如何？讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖一一原电池。【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？学生：Z n+2 H=Z n2+H2 t讲：为什么会产生电流呢？答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还

17、原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。（3）原理：（负氧正还）问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？学生：活泼金属

18、锌失电子，氢离子得到电子问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？学生：锌流向铜讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？学生：溶液中的氢离子讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？学生：负 极（Z n）正 极（Cu）实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！讲：我们一般用离子反应方程式表示

19、原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：负 极（Z n）：Z n-2 e=Z n+（氧化）正 极（Cu）：2 H+2 e=H 2 t （还原）讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。注意：电极方程式要注明正负极和电极材料满足所有守衡总反应是：Z n+2 H =Z n +H 2 t讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。转折：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？学生：当然能，生活

20、中有形形色色的电池。过渡：也就是构成原电池要具备怎样的条件？二、原电池的构成条件1、活泼性不同的两电极2、电解质溶液3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4、自发的氧化还原反应娃质条及思考：锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（C、F e S n、P b、A g、P t、A u 等）问：锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？判断是否构成原电池，是的写出原电池原理。（1）镁铝/硫酸；铝碳/氢氧化钠；锌碳/硝酸银；铁铜在硫酸中短路；锌铜/水；锌铁/乙醇；硅碳/氢氧化钠（2）锌铜/硫酸（无导线）；碳碳/氢氧化钠若一个碳棒产生气体1 1.2升，另

21、一个产生气体5.6升，判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克？设原硫酸的浓度是lmo l/L,体积为3 L,求此时氢离子浓度。仆、铜国和姓剧田幺仪朝至在一起悬在水中，滴入硫酸铜，问是否平衡？（银圈下沉）Zn Cu 衣/*梃 E 出 工 nH/I,而 A A f i-U t l、Z n S O 4此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。其中，用到了盐桥什么是盐桥？盐桥中装有饱和的K C 1 溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥的作用是什么？可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn 2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了 C u 2+而带上了负电。盐硫

22、酸铜 孑过外电路从锌到铜的不断转彳硫酸铜 和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。三、原电池的工作原理：正极反应：得 到 电 子（还原反应）负极反应：失 去 电 子（氧化反应）总反应：正极反应+负极反应想一想：如何书写复杂反应的电极反应式？较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式例：熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可 用 Li O：,和 Na z CO,的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2 的混合气为正极助燃气，已制得在6 5 0 C下工作的燃料电池，试完成有关的电极反应式:负极反应式为：2 C0+2 C0?-4

23、e-=4 C0 z练习：某原电池的总反应的离子方程式为：2 F e，F e =3 F e2不能实现该反应的原电池组成是（）A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为F e Ch 溶液B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为F e （N O,溶液C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为F e 2（S 0,）3 溶液D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为Cu S O,溶液练习：宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2 H 2+0 2=2 比 0,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下，使 HQ蒸发，正确叙述正确的是：（）A.他为正极，为负极B.电极反应（正极）：02+2 H20+4 e-=4 0 1 1C.电极

24、反应（负极）：2 H 2+4 0 H =4 H 2 0-4 e-D.负极发生氧化反应，正极发生还原反应练习：下列关于原电池的叙述正确的是（）A、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B、原电池是将化学能转变为电能的装置C、原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原D、原电池放电时，电流的方向是从负极到正极溶液一定干电池示意图铅蓄电池示意图图 2-15废电解质电解质溶液，和浸在轮。化学电池放电到拿电池、银锌电池等;氢氧燃料电池示意图下面介绍化学电池的种类：1.干电池：普通锌镭干电池的简称，在一般手电筒中使用锌钛干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在

25、石墨碳棒周围填满二氧化镒和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铉和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充Zn Ck、NH C1和淀粉糊作电解质，还填 有Mn O?作 去 极化剂吸收 正 极 放 出 的 玲，防止产生极化现象，即 作 去 极 剂，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。电极反应为：负极 Z n 2 e =Z n 正极 2+2 e =2NH3+H2H z+2Mn Oj=Mr u Os+H 2O正极产生的NH 3又和Z n C L作用：Z n2+4NH3=Z n NI L F干电池的总反应式：Z n+2NH

26、l+2Mn Oz=Z n NH3 2c h+Mn z Os+H Q或 2Z n+4NH l+2Mn O2=Z n NH；（2 C l2+Z n C l2+Mn203+H20正极生成的氨被电解质溶液吸收，生成的氢气被二氧化镒氧化成水。干电池的电压1 5 V-1 6 V o在使用中锌皮腐蚀，电压逐渐下降，不能重新充电复原，因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小，在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小，性能好的碱性锌一铳干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。2.铅蓄电

27、池：铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用 含 睇5%8%的铅睇合金铸成格板，在正极格板上附着一层Pb O”负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液 密 度 为1 25-1 28 g /c m3中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。放电的电极反应为：负 极:Pb+-2e-=Pb S O(I正极：Pb 0z+4H+2e-=Pb S ON+2H20铅蓄电池的电压正常情况下保持2 0 V,当电压下降到1 85 V时，即当放电进行到硫酸浓度降低，溶液密度达1 18 g /c m：时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为：阳极：Pb S

28、0.,+2H20-2e-Pb O2+4H+阴极：Pb S 01+2e-=P b+当密度增加至1 28 g /c m，时，应停止充电。这种电池性能良好，价格低廉，缺点是比较笨重。蓄电池放电和充电的总反应式：Pb 02+Pb+2H2S 0，,要 好 b S O+2H 2O充电目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。3 .银锌蓄电池银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为K OH 溶液。

29、常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由A g2O 和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为K OH 浓溶液，溶液两边用竣甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。负极：Z n+2 0 H _ 2 e =Z n OH 2正极：A g20+H20+2 e =2 A g+2 0 H银锌电池跟铅蓄电池一样，在 使 用 放 电 一段时间后就要充电，充电过程表示如下：阳极：2 A g+2 0 H -2 e =A g20+H20阴极：Z n OH 2+2 e =Z n+2 0 H放电总反应式：Z n+A g z

30、 O+H Q，范n OH 2+2 A g充电一粒钮扣电池的电压达1 5 9 V,安装在电子表里可使用两年之久。4 .燃料电池：燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池，所以燃料电池也是化学电源。它与其它电池不同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时，不断地从外界输入，同时把电极反应产物不断排出电池。因此，燃料电池是名符其实地把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔银、钳、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用碱如氢氧化钠或氢氧化钾等把两个电

31、极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高，设备轻便，减轻污染，能量转换率可达 7 0%以上。当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池，它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，碳电极上嵌有微细分散的伯等金属作催化剂，如钳电极、活性炭电极等，具有很强的催化活性。电解质溶液一般为4 0%的 K OH 溶液。电极反应式为：负极 上 MM 2 H2 H+2 0 H -2 e=2 H20正极 O2+2 H Q+4 e=4 0 H电池总反应式为：2 HZ+O 2=2 H Q另一种燃料电池是用金属钻片插入K OH 溶液作电极

32、，又在两极上分别通甲烷 燃料 和氧气氧 化 剂。电极反应式为：负极：CH +1 0 0 H-8 e=+7 H20；正极：4 H20+2 02+8 e=8 0 H，电池总反应式为：CH.,+2 02+2 K 0 H=K2C03+3 H20目前已研制成功的铝一空气燃料电池，它的优点是：体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种电池可代替汽油作为汽车的动力，还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外作业工具等。5 .锂电池：锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫酰氯 SO2C12在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂 LiAl CL,溶解于亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发

33、生反应，生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。8 Li+3 S02Cl2=6 LiCl+Li2S03+2 S锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其它金属作负极相比较，能在较小的体积和质量下能放出较多的电能，放电时电压十分稳定，贮存时间长，能在2 1 6 3-3 4 4 1 K温度范围内工作，使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电池，它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点，因而已用于电脑、照相机、手表、心脏起博器上，以及作为火箭、导弹等的动力资源。微型电池：常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池是锂电池。这种电池容量大，电压稳定，能在 5 6 7 7 1 1 温度范围内正常工作。6

34、 .海水电池1 9 9 1 年，我国首创以铝一空气一海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高2050倍。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。电极反应式为：负极反应：A 1-3 e =A 1,正极反应：2H 2O+O2+4 e =4 0H，电池总反应式为：4 A 1+3O26&O=4 A 1 OH 37.澳一锌蓄电池国外新近研制的的基本构造是用碳棒作两极，澳化锌溶液作电解液。电极反应式为：负极反应：Z n 2e =Z 广正极反应：B r2+2e =2B

35、 r电池总反应式为：Z n+B r2=Z n B r2二、相关考题和练习例 1.（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用L i z C Q,和 N a z C Os的熔融盐混合物作电解质，C 0为阳极燃气，空气与C 0?的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2C 0+2c o-4 3=4 C 02阴极反应式：,电池总反应式：解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中C 0 为还原剂，空气中6 为氧化剂，电池总反应式为：2C 0+02=2C 02。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就

36、可得到电池 正 极（即题目指的阴极）反应式：02+2C 02+4 e=2c（V。例 2.（19 9 9 年全国高考化学题）氢锲电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜银电池。氢银电池的总反应式是：电（l/2）H2+N i 0（0H），充 电 -N i （0H）2根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）A.电池放电时，电池负极周围溶液的p H 不断增大 B.电池放电时，银元素被氧化C.电池充电时，氢元素被还原 D.电池放电时，H?是负极解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢保电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸

37、性溶液，因为在强酸性溶液中N i O（OH）和 N i（OH）z 都会溶解。这样可写出负极反应式：出+2OH-2e =2出 0,%为负极,附近的 p H 应下降。放电时银元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0 价，被还原。故答案为C、D项。例 3.有人设计出利用O h 和 6 的反应，用伯电极在K OH 溶液中构成原电池。电池的总反应类似于C H”在 中 燃 烧，则下列说法正确的是（）每消耗I m o l C H,可以向外电路提供8m o l e负极上C H”失去电子，电极反应式C H.+100H -8e =C 032+7H20负极上是O z 获得电子，电极反应式为02+2

38、 H20+4 e =4 0 H电池放电后，溶液PH 不断升高A.B.C.D.点拨:本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。C H,在伯电极上发生类似于C H i 在 0 2 燃烧反应，即 C H,-C O?严格讲生成的C O,还 与 K O H 反应生成K 2 c 0 a,化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为C H 8 e+1 0 0 H =（：0 产+7 比 0,I m olC H，,参加反应有8 m oi e 发生转移，O z 在正极上发生反应，获得

39、电子，电极反应式为0 2+2 1 1 2 0+4 3=4 0 1 。虽然正极产生0 H,负极消耗0 H,但从总反应C H i+2 0 z+2 K 0 H=K 2 c o3+3 H Q 可看出是消耗K O H,所以电池放电时溶液的PH 值不断下降，故正确，错误.答案：A复气人口氯弋人口氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙A.a 电极是负极 B.b电极的电极反应为：4 0 H -4 e-2 H20+02 tC.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可 知 a 极为负极，其电极反应

40、为：2 H 2-4 e =4 H ,b极为正极，其电极反应为：02+2 H20+4 e =4 0 H ,电池总反应式为：2 H 2+0 2=2 比 0。为还原剂，0?为氧化剂,上、不需全部储藏在电池内。故答案为B项。例 5.(2 0 0 4 年江苏高考化学题)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌一锅碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Z n(s)+2 M n0 z(s)+H20(l)=Z n(O H)2(s)+M n203(s)下列说法错误的是()A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为：2 M n0 2(s)+H 2 0(l)+2 e =M n2

41、()3(s)+2 0 H (aq)C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 m ol电子，锌的质量理论上减小6.5 g解析：该电池的电解液为K 0 H 溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Z n(s)+2 0 H (aq)-2 e =Z n(0 H)2(s),用 总 反 应 式 减 去 负 极 反 应 式，可 得 到 正 极 反 应 式：2 M n0 2(s)+H；0(l)+2 e =M n203(s)+2 0 H (aq),Z n 为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。I m olZ n失 去 2 m oi 电子，外电路中每通过0.2 m ol电子，Z

42、n的质量理论上减小6.5 g。故答案为C项。第三节电解池一、教学目标：1 .理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法2 .了解氯碱工业，电镀，冶金的原理3 .掌握电解电极方程式的书写。二、教学重点：电解原理及应用三、教学过程：我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。第三节电解池一、电解原理讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。金属电解质导电粒子导电状态温度影响导电实质电子定向移动过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。实验：现象一一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。讲：要分

43、析此现象我们得研究此装置，首先看电极。1 .电极阳极一与电源正极相连阴极一与电源负极相连隋性电极一只导电,不参与氧化还原反应（C/P t/A u）活性电极一既导电又参与氧化还原反应（C u/A g）问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？通电前：CUC 12 H g 2*F e*C u2*H+（指酸电离的）P b S n2*F e 2+Z n A l M g 2*N a+C a2+K*阳极（1）是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失 6-）S2-I B r C 1 0 H N O S O F （等含氧酸根离子）F （S O/V M nO,0 H ）（2）是活性电极时：电极本身溶解放电问：放

44、电能力弱于H*和 0H的物质在水溶液中放电吗？否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时，亚铁离子放电。问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。5.电解规律：(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解吗？电解硫酸和氢氧化钠时为何H z和 之 比 大 于2?氧气溶解度大于氢气又为何硫酸一定大于2,而氢氧化钠可能等于2?硫酸根可能放电。(2)电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型

45、。练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液：氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。(3)电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。(4)电解活泼金属(K/C a/N a)的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生碱型。6 .电解中电极附近溶液pH值的变化。(1)电 极 区 域A.阴极印放电产生也 阴极区域pH变大。B.阳极0 H放电产生6,阳极区域pH变小。(2)电解质溶液中A.电解过程中，既 产 生 又 产 生 6,则原溶液呈酸性的pH变小,原溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不 变(浓 度 变 大)。B.电解过程中，无 比 和 产 生，pH

46、几乎不变。但象C u C L变大C.电解过程中，只 产 生 即pH变大。D.电解过程中，只 产 生pH变小。过渡：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解，如果电解质是硫酸，阴极析出的是什么？也是铜，这就是我们的铜的电解精炼法。二、电解原理的应用1 .铜的电解精炼阳极：粗铜棒阴极：精铜棒电解质：含铜电解质问：精炼中硫酸铜的浓度怎样？基本不变，但变小。过渡：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。2.电镀铜阳极：镀层金属阴极：待镀金属(镀件)电镀液：含镀层金属的电解质。3.电解饱和食盐水一一氯碱工业问：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？2、

47、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？3、从 C l C L 一定需要加氧化剂吗？4、阴极产物和阳极产物能接触吗？5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？精制：步骤一、1）先加过量的B aC k和过量的N aO H （顺序可换），再加入过量的N az C C h2）过滤3）加盐酸调节pH 为 7步骤二、送入阳离子交换塔除去C a、M g 等。4.电冶金电解熔融氯化钠：2N aC l（熔融）=（电解）2N a+C k适用范围：活泼金属K A l练习：1、在水中加等物质的量的A g*,P b 匕 N a 一，S O/；N O s,C F,该溶液放在用惰性电极做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与

48、还原产物质量比为（）A.35.5:1 0 8 B.1 6:20 7 C.8:1 D.1 0 8:35.52、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质溶液能与原来完全一样的是氯化铜加硫酸铜、氢氧化钠加氢氧化钠、氯化钠加氯化氢、硫酸铜加氢氧化铜3、0.1 摩氯化铜和0.1 摩澳化钠共0.4 摩电子转移，分析过程。4、铁、C/硫酸一一C、C/氯化铜用导线相连，分析正负极和阴阳极及两装置的p H的变化。5、如何判断电解池的阴阳极？与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极是阳极，反之是阴极。如：高镐酸钾的做电解质，发现红色加深的是什么极？湿润的淀粉K I 试纸并滴有酚酰，变红

49、的是什么极？变蓝的是什么极？6、以A、B两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液，通电t 分钟，在 B极收到1 1.2 m L 标况下气体，此后将电源反接，以相同的电流强度通电t/2 分钟。问：（1）A、B分别是什么极？（2）电源反接后A、B电极质量如何变化？（3）若溶液体积为2 0 0 m L,则通电t/2 分钟时的溶液p H=?原 电 池电解池电极名称正负极阴阳极电极材料负极：活泼金属正极:不活泼金属或可导电的非金属（如 C）惰性材料或活性材料电流方向：外电路内电路组成原理功能化学能到电能电能到化学能第四节金属的电化学腐蚀与防护【教学重点】金属的电化学腐蚀【教学难点】电极反应式的写法【教学过程】【

50、学生看书讨论】1 .什么是金属的腐蚀?金属腐蚀的本质是什么？2 .化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么？一、金属腐蚀的本质：M -x e-=二、化学腐蚀与电化学腐蚀的区别化学腐蚀共同点 M -x e =Mx，不 同 点（1）金属与氧化剂直接得失电子（2）反应中不伴随电流的产生（3）金属被氧化三、电化学腐蚀（以钢铁为例）1 .析 氢 腐 蚀（酸性较强的溶液）负极：F e -2 e =F e 正极：2 H*+2 e =上 t总式：F e +2 I f =F e2+H2 t2 .吸 氧 腐 蚀（中性或弱酸性溶液）负极：2 F e -4e =2 F e 正极：02+4e +2 1 1,0 =40