人教版高中化学选修4导学案：4.1原电池 -含答案

第一节原电池

1.以铜锌原电池为例，了解原电池的工作原理。

2.掌握原电池电极反应式和总反应方程式的书写。

3．能设计简单的原电池。

原电池的工作原理

1．原电池

(1)概念：将化学能转化为电能的装置。

(2)实质：自发进行的氧化还原反应，把化学能转化为电能。

2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)

(1)成分：含有琼脂的KCl饱和溶液。

(2)离子移动方向：Cl－移向 ZnSO4溶液(负极区)，K＋移向 CuSO4溶液(正极区)。

(3)作用：使两个半电池形成通路，并保持两溶液的电中性。

4．原电池形成的条件

(1)两个活泼性不同的电极。

(2)电解质溶液或熔融电解质。

(3)形成闭合回路(或两极直接接触)。

(4)能自发地发生氧化还原反应。

5．原电池两极

负极：一般是活泼性较强的金属，发生氧化反应。

正极：一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属)，发生还原反应。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)在原电池构成的闭合回路中，电子从原电池的正极通过导线流向负极。( )

(2)原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属。( )

(3)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。( )

(4)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。( )

(5)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置可以实现。( )

(6)碳棒不能用来作原电池的电极。( )

(7)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现。( )

答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√

2．锌-铜-稀硫酸构成的原电池装置如下：

指出上述装置中正、负极的电极材料是什么？并写出电极反应式。

答案：Zn作负极，Cu作正极；负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。

原电池的工作原理及正、负极的判断

1．工作原理示意图(以锌铜原电池为例)

2．原电池电极的判断

正确理解原电池的负极

一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：(1)“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。

(2)在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，例如：

①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应充当负极。

②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，充当负极，而金属活动性强的镁只能充当正极。

3．盐桥的作用

(1)通过离子在盐桥中的定向移动，使两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。

(2)使用盐桥是将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。

如图为一原电池装置，下列叙述中正确的是( )

A．铜离子在铜片表面被还原

B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液

C．电流从锌片经导线流向铜片

D．铜是正极，铜片上有气泡产生

[解析] 该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，

发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，电极反应分别为负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu；盐桥中的阳离子向正极区硫酸铜溶液中迁移，故A正确，B、C、D错误。

[答案] A

(1)若将“铜棒”改为“碳棒”，电流表指针是否偏转？____(填“偏转”或“不偏转”)。若偏转，请写出原电池反应的总离子方程式：________________________________________。

(2)原电池反应中有0.1 mol电子转移时，正极析出铜的质量为____。

答案：(1)偏转Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

(2)3.2 g

原电池的构成

1．下列反应不可用于设计原电池的是( )

A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O

B．2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2O

C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3

解析：选A。只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，中和反应不是氧化还原反应。

2．(2017·唐山高二测试)下列装置中，能构成原电池的是( )

解析：选D。酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路，B 错误；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池，C错误；依据原电池的构成条件可知D 正确。

原电池的工作原理

3.如图所示，下列叙述中正确的是( )

A．正极发生氧化反应

B．电子通过导线由铜流向锌

C．负极有O2逸出

D．铜上有H2逸出

解析：选D。该装置是原电池，其中Zn是原电池的负极，Cu是原电池的正极。A项，在正极发生还原反应，错误；B项，电子由锌通过导线流向铜，错误；C项，负极上Zn失去电子产生Zn2＋进入溶液，错误；D项，在正极铜上氢离子得到电子产生氢气，因此有H2逸出，正确。

4．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下。在卡片上，描述合理的是( )

实验后的记录：

①Zn为正极，Cu为负极

②H＋向负极移动

③电子流动方向Zn―→Cu

④Cu极上有H2产生

⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol

⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋

A．①②③B．③④⑤

C．④⑤⑥D．②③④

解析：选B。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，每转移1 mol电子，产生0.5 mol H2，电子由负极Zn流出，经导线流向正极铜片，溶液中H＋向正极移动，SO2－4向负极移动。

原电池原理的应用

1．加快化学反应速率

构成原电池的反应的速率比直接接触的反应的速率快。如实验室制H 2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴 CuSO 4溶液，反应加快。

2．比较金属的活动性强弱

对于酸性电解质，一般是作负极的金属为较活泼的金属，作正极的金属是相对较不活泼的金属。

3．原电池的设计

从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：

(1)外电路

负极(还原性较强的物质)――→e －

导线正极(氧化性较强的物质)。 (2)内电路

将两电极浸入电解质溶液或熔融电解质中，阴、阳离子作定向移动。 (3)闭合回路

如图为某小组为研究电化学原理设计的装置。将铜棒和碳棒插入FeCl 3溶液中用导线连接，并滴入几滴硫氰化钾溶液，反应一段时间后，下面说法正确的是( )

A ．铜的金属活动性较弱，作正极，电极反应为Cu －2e －

===Cu 2＋

B ．电子从碳棒流向铜棒

C ．碳棒上发生的反应为2Fe 3＋

＋2e －

===2Fe 2＋

D ．溶液中的Fe 3＋

向铜棒移动

解析：选C 。该原电池中C 作正极，电极反应式为2Fe 3＋

＋2e －

===2Fe 2＋

；Cu 作负极，电极反应式为Cu －2e －

===Cu 2＋

，电子从铜棒流向碳棒；溶液中的Fe 3＋

向碳棒(正极)移动。

1．比较金属活动性强弱

2．用于金属的保护

详见本章第四节知识点2。

3．设计化学电池

例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为依据，设计一个原电池。

(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。

负极：Cu－2e－===Cu2＋，

正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。

(2)确定电极材料

若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若发生氧化反应的物质为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。

正极发生还原反应，其电极材料一般不如负极材料活泼。

本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。

(3)确定电解质溶液

一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用FeCl3溶液作电解液。

(4)构成闭合回路：将电极用导线连接，使之构成闭合回路。

(1)为获得持续、稳定、较强的电流，所选用的电解质溶液一般能与负极发生氧化还原反应，而且使用盐桥将两个半电池连通。

(2)设计原电池时，若氧化还原反应方程式中无明确的电解质溶液，可用水作为电解质，但为了增强其导电性，通常加入少量强电解质。

设计原电池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，在方框中画出能形成稳定电流的装置图(标出电极材料、电解质溶液)。

负极：____，电极反应：____________________________________。

正极：____，电极反应：____________________________________。

[解析] 由题意知所要求设计的装置图中有盐桥，分析元素化合价的变化可知，Zn为负极，比Zn活泼性差的金属或非金属石墨等作正极，选择与电极材料有相同金属元素的盐溶液或参加反应的盐溶液作电解质溶液。

[答案] 装置如图

(合理即可)

Zn Zn－2e－===Zn2＋Pt 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

在设计原电池装置时，由自发的氧化还原反应方程式，如何确定原电池的正、负极，如反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

答案：由反应方程式根据氧化还原反应原理先确定好负极，如该反应中Fe发生失电子的氧化反应，确定Fe为负极，正极应为活泼性弱于Fe的金属材料或能导电的非金属材料如石墨。

原电池的设计方法——“两极一液一连线”

1．两极

(1)根据电池总反应写出电极反应式。

(2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般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，所以正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性不同的两种金属或一种金属和非金属。

2．一液：电解质溶液的选择。电解质溶液是为正极提供放电的物质，一般能够与负极发生反应。

3．一连线：形成闭合回路。

利用原电池原理比较金属活动性、加快反应速率

1．(2017·黄冈高二质检)有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：

由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )

A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a

C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c

解析：选C。由甲装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a＞b；乙装置依据氧化性、还原性的强弱规律推出金属活动性b＞c；丙装置d极溶解，c极有气体产生，可知d 极是负极，故金属活动性d＞c；由丁装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d＞a。

2．锌与100 mL 1 mol/L盐酸反应的实验中，若设想分别向溶液中加入少量的①醋酸钠、②溴化铜、③醋酸铜(均为可溶性盐)，并测定生成H2的速率(mL/min)，预计三种方案的速率大小可能是( )

A．①＞③＞② B．③＞②＞①

C．②＞③＞① D．①＞②＞③

解析：选C。醋酸钠与盐酸反应减小了氢离子浓度，反应速率减慢；溴化铜与锌反应置换出铜，形成锌铜原电池，加快了反应速率；醋酸铜既有减小反应速率的因素又有加快反应速率的因素，不好判断以哪个因素为主。由②的速率最大可确定答案为C。

设计原电池

3．一个原电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该电池电极材料及电解质溶液可能是( )

解析：选C Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)，正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)，因此负极材料只能是Zn，正极为Cu2＋得电子还原成Cu，电解质应为可溶性铜盐，正极材料为活泼性比Zn弱的Cu、Fe(或C、Pt)等。

4．根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。

(1)装置采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置图，注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。

(2)写出两个电极上的电极反应。

解析：(1)首先将已知反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极材料为Cu，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起来。(2)可根据上述两个半反应写出电极反应。

答案：(1)如图所示

(合理即可)

(2)负极(Cu极)：Cu－2e－===Cu2＋，

正极(Ag极)：2Ag＋＋2e－===2Ag。

重难易错提炼

1.构成原电池的“四条件”

(1)自发的氧化还原反应。(2)正、负两个电极。

(3)电解质溶液或熔融电解质。(4)形成闭合回路。

2.判断原电池正、负极的“四方法”

(1)负极

①活泼性较强的金属；②流出电子的一极；③发生氧化反应的一极；④阴离子移向的一极。

(2)正极

①活泼性较弱的金属或导电的非金属(碳棒)；②流入电子的一极；③发生还原反应的一极；④阳离子移向的一极。

3.利用原电池原理可加快化学反应速率和判断金属单质的活泼性。

课后达标检测

[基础巩固]

1．下列装置中，电流表指针能发生偏转的是( )

解析：选D。A项中锌电极和乙烧杯中的电解质溶液不能发生氧化还原反应，不能构成原电池，错误；B项中冰醋酸不导电，不能构成原电池，错误；C项中装置符合构成原电池的条件，但两极直接接触，相当于短路，因此电路中无电流，错误。

2．下列说法正确的是( )

A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属

B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原

C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应

D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能

解析：选C。构成原电池的电极材料可以是非金属如碳棒，所以A错。在原电池中电子流出的一极失电子被氧化，所以B错。粗锌中含有杂质可形成原电池，所以C对。能量转化率不可能达100%，所以D错。

3.如图中两电极上发生的电极反应为

a极：Cu2＋＋2e－===Cu

b极：Fe－2e－===Fe2＋

下列说法中不正确的是( )

A．该装置为原电池

B．a极上发生还原反应

C．电子沿导线由b→a

D．a极电极材料可以为锌

解析：选D。该装置为原电池，a极发生还原反应，b极发生氧化反应，电子由负极(b)流出经导线流向正极(a)，b极为负极，电极材料为铁，a极为正极，电极材料应为比铁活泼性弱的金属或能导电的非金属。

4．在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁，则Y 可能是( )

A．锌B．石墨

C．银D．铜

解析：选A。电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为A选项中的锌。

5．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的pH均增大

D．产生气泡的速率甲比乙慢

解析：选C。乙烧杯中锌片与铜片没有接触，不能构成原电池，但锌可以与稀硫酸直接反应，放出H2。甲烧杯中铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以锌为负极，铜片上有H2放出，加快了锌的溶解，故只有C项正确。

6．如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是( )

A．Fe是负极，C是正极

B．负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋

C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液

D．电流由C电极流向Fe电极

解析：选B。Fe与C作为原电池的电极，则Fe为负极，C是正极；Fe在负极发生氧化反应生成Fe2＋，且左边烧杯中正电荷增加，必然使盐桥中的阴离子移向FeCl2溶液；电子由Fe电极流向C电极，则电流由C电极流向Fe电极。

7．X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中，组成原电池。X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连

时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活泼性顺序是( )

A．X＞Z＞W＞Y B．Z＞X＞Y＞W

C．W＞X＞Y＞Z D．Y＞W＞Z＞X

解析：选A。在原电池中，一般较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应；较不活泼的金属作正极，得到电子，发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反。X、Y相连时，X为负极，则活泼性X＞Y；Z、W相连时，电流方向是W→Z，则活泼性Z＞W；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则活泼性X＞Z；W、Y相连时，W极发生氧化反应，则活泼性W＞Y。综上所述，可以得出金属的活泼性顺序是X＞Z＞W＞Y。

8．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：①Br2＋2e－===2Br

－===Zn2＋，④Zn2＋＋2e－===Zn。其中表示负极和正极反应的－，②2Br－－2e－===Br

2，③Zn－2e

分别是( )

A．②和③ B．②和①

C．③和① D．④和①

解析：选C。负极为Zn，失电子被氧化；正极为Br2，得电子被还原。

9．(2017·安阳高二测试)以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )

A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2

B．两极上溶解和析出的物质的质量相等

C．锌片溶解了32.5 g，铜片上析出了1 g H2

D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol

解析：选A。在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点：两极得失电子数相等。利用这一特点，从电极反应式看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子，得失电子守恒，即可推出A正确。

10．已知某原电池的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋、Cu2＋＋2e－===Cu，据此设计原电池，并回答下列问题。

(1)若原电池装置为图甲所示：

①电极材料A是____，B是____。(写名称)

②A电极观察到的现象是____________________________________。

(2)若原电池装置为图乙所示：

①电极材料X可以是____(填序号，下同)。

a．铁b．铜c．石墨

②电解质Y可以是____。

a．FeSO4 b．CuSO4 c．CuCl2

解析：(1)结合氧化还原反应的知识可知Fe－2e－===Fe2＋是负极反应，故Fe作负极，即为B；Cu2＋＋2e－===Cu是正极反应，故A可以是铜，现象是有红色物质析出。(2)不含盐桥的原电池中正极材料是比负极金属活泼性差的金属或导电的非金属即可，故此时正极是铜或石墨，但负极只能是铁，电解质溶液是含不活泼金属离子的盐溶液，可为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。

答案：(1)①铜(答案合理即可) 铁②有红色物质析出(2)①bc②bc

11．A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。

(1)装置甲中负极的电极反应是____________________________________。

(2)装置乙中正极的电极反应是____________________________________。

(3)装置丙中溶液的pH____(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________________________________。

解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C的质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A 上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，溶液pH逐渐变大。

答案：(1)A－2e－===A2＋(2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)变大

(4)D>A>B>C

[能力提升]

12．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：

①甲：实验6中的负极反应式如何写？

乙：铝为负极，Al－3e－===Al3＋。

②甲：实验1和实验5电流方向为什么相反？

乙：实验1中锌为负极，电流由铜经导线流向锌；实验5中铝为负极，电流由锌经导线流向铝。

③甲：水果电池的电压与哪些因素有关？

乙：只跟水果的类型有关。

A．③B．①

C．①②③D．②③

解析：选A。实验6中Al为负极，故负极反应式为Al－3e－===Al3＋，①正确；实验1中Zn为负极，实验5中Al为负极，②正确；对比实验1和实验5可发现水果类型相同时，电极材料不同，电压也不相同，③不正确。

13．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是( )

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流计读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极

解析：选D。由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋，被还原，I－失去电子变为I2，被氧化，A、B项正确；电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态，C 项正确；向甲中加入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D项错误。

14．将镁条、铝条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接构成原电池(如图所示)，此电池工作时，下列叙述中正确的是( )

A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋

B．负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O

C．外电路中电子由Mg电极经导线流向Al电极

D．Al是正极，开始工作时溶液中会有白色沉淀析出

解析：选B。该电池中只有金属Al能与NaOH溶液反应，反应中Al失去电子被氧化，Al作负极，其电极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，Mg作正极，其电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。外电路中，电子由Al电极经导线流向Mg电极。

15．(2017·泉州高二质检)为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：

(1)此装置工作时，可以观察到的现象是____________________________，电池总反应式为_______________________________。

(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成_________，铜和铜盐溶液组成_________，中间通过盐桥连接起来。

(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO2－4向____移动，硫酸铜溶液中SO2－4向____移动。

(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过____移动来导电的。在工作时，K＋移向____。

解析：该装置为锌铜原电池，总反应式为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①锌片不断溶解，②铜片上有红色物质析出，③电流计指针发生偏转，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO2－4向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO2－4向盐桥移动，而盐桥中，K＋向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl－向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路而导电。

答案：(1)锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流计指针发生偏转Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极(负极) 盐桥(4)离子正极区(CuSO4溶液)

16．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示：

(1)原电池的负极反应是_________，正极反应是________。

(2)电流的方向是________。

(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况)气体时，H 2SO 4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗_____g 锌，有_____个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是_____。

解析：(3)产生0.075 mol H 2，通过0.075 mol×2＝0.15 mol 电子，消耗0.075 mol Zn 和0.075 mol H 2SO 4。所以m (Zn)＝0.075 mol×65 g·mol －1

＝4.875 g ，N (e －

)＝0.15 mol ×6.02×1023 mol －1＝9.03×1022，c (H 2SO 4)＝0.075 mol×20.2 L

＝0.75 mol·L －1

。

答案：(1)Zn －2e －

===Zn 2＋

2H ＋

＋2e －

===H 2↑ (2)由Cu 极流向Zn 极

(3)4.875 9.03×1022

(或0.15N A ) 0.75 mol·L －1

高中化学选修四：化学反应速率的表示方法教案

教学目标： 1、知道化学反应速率的定量表示方法，并进行简单计算。 2、通过实验测定某些化学反应速率。 3、通过学习过程使学生初步学会运用化学视角，去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。 教学重点：化学反应速率的定量表示方法。 教学难点：实验测定某些化学反应速率。 课时安排：一课时 教学过程： [探讨]物理课中所学的速率的共同特点。 [回答]都有一个确定的起点（速率=0）；都有一个和速率大小相匹配的时间单位；都有说明体系某种变化的可计量的性质。 [导入] 提出问题讨论： （1）怎样判断化学反应的快慢？ （2）通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？ [板书] 第二章化学反应速率和化学平衡 第一节化学反应速率 [讨论]在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量的表示化学反应进行得快慢呢？ [讲解]化学反应速率的表示方法； 用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。 若浓度用物质的量（C）来表示，单位为：mol/L，时间用t来表示，单位为：秒（s）或分（min）或小时（h）来表示，则化学反应速率的数学表达式为： V == △C/△t 单位是：mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h）[板书]1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。 V == △C/ △t 单位是：mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h） [例题1]在密闭容器中，合成氨反应N2 + 3H2 = 2NH3，开始时N2浓度8mol/L，H2浓度20mol/L，5min后N2浓度变为6mol/L，求该反应的化学反应速率。 解：用N2浓度浓度变化表示：V （N2）== △C/△t ==（8mol/L －6mol/L）/ 5min ==0.4 mol/（L·min）V（H2）==1.2mol/（L·min） V（NH3）==0.8 mol/（L·min） [讨论]上述计算题的结果，你会得出什么结论？ [讲解]理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题： 1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。 2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。 3.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。 4.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。即：

(人教版)化学选修四：2.2.3.2《影响化学平衡移动的因素(一)》学案

第2课时影响化学平衡移动的因素(一) 浓度、压强对化学平衡移动的影响 [学习目标定位] 1.通过外界条件对可逆反应速率的影响，掌握化学平衡移动的内在因素。2.通过实验探究，讨论分析浓度、压强影响平衡移动的规律。 1．(1)在一定条件下，把1 mol N 2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，一段时间后达到平衡。在某一时刻，保持体积不变，充入N2，此时，c(N2)增大，v正增大，c(NH3)不变，v逆不变，随着反应的进行，c(N2)减小，v正减小，c(NH3)增大，v逆增大，最终v正＝v逆。 (2)在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡状态被破坏(正、逆反应速率不再相等)，直至正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。 2．(1)化学平衡移动可表示为 (2)化学平衡移动的方向判断 探究点一浓度对化学平衡移动的影响 1．按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，填写下表：

2. － － 3. 速率的变化曲线分别如下图所示： 回答下列问题： (1)上述各图中发生变化的条件是什么？ 答案①反应物A或B浓度增大；②生成物C浓度减小；③生成物C浓度增大；④反应物A或B浓度减小。 (2)上述各图中化学平衡移动方向如何？ 答案①②向正反应方向移动；③④向逆反应方向移动。 [归纳总结] 当其他条件不变时： (1)c(反应物)增大或c(生成物)减小，平衡向正反应方向移动。 (2)c(反应物)减小或c(生成物)增大，平衡向逆反应方向移动。 [活学活用]

新人教版化学选修4高中《原电池》教案三

新人教版化学选修4高中《原电池》教案三电化学基础 第一节原电池 一、基本说明 1、教学内容所属模块：高中化学选修模块4-化学反应原理 2、年级：高二 3、所用教材出版单位：人民教育出版社 4、所属的章节：第四章第一节（第一课时） 5、教学时间：40分钟 二、教学设计 1、教学目标： 知识和技能： 1、.使学生了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。 2、.初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。 情感、态度与价值观： （1）通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新的科学态度。 （2）激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。 （3）体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。 2.内容分析： （1）地位和功能 本教科书的第一章着重研究了化学反应与热能的关系，本章着重研究化学反应与电能的关系，二者都属于热力学的范畴。而本节则着重研究原电池，即一种将化学能转化为电能的装置，它的应用十分广泛，在分析，合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多。因此，有利于学生了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学在生产、生活和科学研究中的作用。同时，本节还设计了一些有趣的实验和科学探究活动，这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。 教学重点： （2）内容结构 原电池是学生在必修化学2中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理的基础上，在这里将进一步原电池的构成和原理，了解设计原电池、选用正、负极的原则。 （3）教学难点： 原电池的形成条件及电极反应；原电池电极名称的判定。 3、设计思路： （1）紧密联系前面学过的原电池的知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意原电池原理的理解与应用。 （2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。努力体现以学生为主体的教学思想。转变学生的学习方式，培养学生的自主学习能力和科学探究能力。 （3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。三、教学过程

人教版化学选修4全套导学案(带答案)

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化-----第1课时焓变反应热 [学习目标] 1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。 2.知道反应热与化学键的关系。 3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。 一、焓变反应热： 定义：在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。 1．焓和焓变 焓变是_______________________________。单位：______________，符号：__________。 2．化学反应中能量变化的原因 化学反应的本质是_________________________________________________________。 任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键_____时，需要 __________的相互作用，这需要__________能量；当____________________，即新化学键___________时，又要___________能量。ΔH＝反应物分子的______－生成物分子的____________。 3．放热反应与吸热反应 当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。 (1)当ΔH为“____”或ΔH_____0时，为放热反应，反应体系能量_____。 (2)当ΔH为“___”或ΔH_________0时，为吸热反应，反应体系能量__________。 4．反应热思维模型 (1)放热反应和吸热反应 _________ ___________

(2)反应热的本质 (以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－186 kJ·mol－1为例) E1：_________________E2：_________________ΔH＝________________ 化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系图二 5、化学反应中的能量变化规律 化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般是以热量和功的形式跟外界环境进行能量交换的，而其中多以热量的形式进行能量交换。 (1)化学反应的特征是有新物质生成，生成物与反应物所具有的总能量不同。 (2)任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也都遵循能量守恒。 (3)反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应。 1．下列说法正确的是( ) A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．放热反应在常温下一定很容易发生 C．吸热反应在一定的条件下也能发生D．焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1，反应热的单位是kJ 2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是( ) A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应 D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量 3．通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)： 请计算H2(g)＋Cl2 A．＋862 kJ·mol－1B．＋679 kJ·mol－1C．－183 kJ·mol－1D．＋183 kJ·mol－1

高中化学选修4全册教案

新人教版选修（4）全册教案 绪言 一学习目标：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到，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：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？ 第一节化学反应与能量的变化（第一课时） 一学习目标:反应热,焓变 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 思考 1、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？

(人教版)高中化学选修四：4.4.2《化学电源》学案(1)

第二节化学电源 [目标要求] 1.了解依据原电池原理开发的技术产品——化学电池。2.了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。3.正确书写原电池的电极反应式和电池反应方程式。 一、化学电池 化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。 二、常用电池 碱性锌锰电池锌银电池电池结构 负极：Zn 正极：MnO2 电解质溶液：KOH溶液 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质溶液：KOH溶液电 极 反 应 正极 2MnO2＋2e－＋ 2H2O===2MnOOH＋2OH－ Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋ 2OH－ 负极Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2总反应式 Zn＋2MnO2＋ 2H2O===2MnOOH＋ Zn(OH)2 Zn＋Ag2O＋ H2O===Zn(OH)2＋2Ag 2.二次电池 铅蓄电池氢氧燃料电池电池结构 负极：Pb 正极：PbO2 电解质溶液：H2SO4溶液 负极：H2 正极：O2 电解质：酸性电解质 电 极 反 应 正极 PbO2(s)＋SO2－4(aq)＋4H＋ (aq)＋2e－===PbSO4(s)＋ 2H2O(l) O2＋4H＋＋4e－===2H2O 负极 Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－ ===PbSO4(s) 2H2－4e－===4H＋总反应式 Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋ 2H2O(l) 2H2＋O2===2H2O 知识点一化学电池 1．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。碱性 锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋ H2O===ZnO＋Mn(OH)2 下列说法中，错误的是()

人教版化学选修四第一章第一节教案

教学过程

[探讨]给具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息。 [引导]现在大家看到的都是直观和表面的信息，有没有更深层次的信息？或者我们将得到的信息稍稍处理一下，能否得到更有价值的信息呢？思考，回答 断开1molH-H键需要吸收436kJ的能量；断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl键能放出431kJ的能量； 计算 1molH2和1molCl2反应得到2molHCl要放出183kJ的能量 [分析]给出反应热的定义 [质疑]Q是什么？H又是什么？△H又是什么？ [分析]化学反应都伴随能量的变化，所以可以将化学反应分为两类 分析反应热之前，弄清楚两个概念：环境和体系[板书]放热反应：体系环境 H △H < 0为“-” Q > 0 [结论]△H 和Q的角度不同，△H从体系的角度 Q从环境的角度思考 回答：放热反应和吸热反应阅读书本 回答： 自己分析：吸热反应 体系环境 H △H>0为“+” Q< 0 [提问]看看两幅图分别表示什么反应，这一段差值表示什么？ A B 回答： A图表示方热反应，△H＜0 B图表示吸热反应，△H＞0 差值表示反应热。 [提问]考考大家一个有难度的问题：预测生成 2molHF 和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？并说出你的理由？思考，回答：生成HF放出的热量多。因为F2比Cl2活泼能量高，而HF比HCl稳定，能量低，所以如此。 [评价]非常好，同学知道从物质活泼性和稳定性的角度来分析问题，非常好。 [提问]如何验证你们的预测呢？这里老师提供键能的数据。 [分析]我们可以从反应热的角度判断反应发生的难易程度，这是反应热的一种应用。计算，结论：的确生成等物质的量的HF 放出的热量多 第二课时 [提问]石墨能否自动转化为金刚石？如果要达到目的，需要采用什么办法？ [讲解]反应热还有其它的应用：计算燃料的用量回答：不能；需要加热 H Cl H Cl H H H H Cl Cl Cl Cl ++ 436 kJ/mol 243kJ/mol 431 kJ/mol 能量

高中化学选修四学案：4.2化学电源 学案

放电 充电 第二节 化学电源 班级: 姓名: 组别: 【 学习目标】 1、常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池； 2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池； 3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。 【学习重点】 化学电源的结构及电极反应的书写 【知识梳理】 化学电源是将化学能转化为电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃 料电池等几大类。 1、 一次电池（又称干电池） 如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。 （1）碱性锌锰电池，电解质是KOH ，其电极反应： 负极（Zn ）： 正极（MnO 2）： 总反应： （2）锌银电池的负极是Zn ，正极是Ag 2O ，电解质是KOH ，其电极总反应如下： Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag 则：负极( )： 正极( )： 2、 二次电池（又称充电电池或蓄电池） Pb (s)+ PbO 2(s) +2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s) +2H 2O(l) ①其放电电极反应： 负极( )： 正极( )： ②其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应： （电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极） 阴极： 阳极： 3、 燃料电池 燃料电池是一种持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。它与一般 的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而 燃料电池的电极本身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。 如：氢氧燃料电池。 ①酸性介质时，电极反应： 负极： 正极： 总反应： ②碱性介质时，电极反应： 负极： 正极： 总反应： 除H 2外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气

人教版高中化学选修四第三四章导学案资料有答案

第三章水溶液中的离子平衡 第一节弱电解质的电离 [目标要求] 1.认识电解质有强弱之分，能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。2.了解强弱电解质与物质结构的关系。3.掌握弱电解质的电离平衡特征及电离平衡常数的计算。 一、电解质和非电解质 1．电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 2．非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物。 二、强电解质和弱电解质 1．概念 (1)强电解质：在水溶液中完全电离的电解质。 (2)弱电解质：在水溶液中只有部分电离的电解质。 2．常见强、弱电解质(填物质种类) (1)强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐。 (2)弱电解质：弱酸、弱碱和水。 三、弱电解质的电离 1．电离平衡状态的建立 2. 在一定条件下，当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。 3．影响电离平衡的因素 (1)内因：由电解质本身的性质决定。电解质越弱，其电离程度越小。 (2)外因：①温度：升温时，电离平衡向电离方向移动。②浓度：降低浓度(加水)，电离平衡向电离方向移动。 ③加入含有弱电解质离子的强电解质，电离平衡向离子结合成分子方向移动。

四、电离常数 1．概念 在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中电离出的各离子浓度系数幂次积的乘积与反应物分子浓度的比值是一个常数。 2．表达式 对于HA ＋＋A －，K ＝c (H ＋)·c (A －) c (HA )。 3．注意问题 (1)电离平衡常数只与温度有关，升高温度，K 值变大。 (2)在相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性越强。 (3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是一级电离?二级电离，所以其酸性决定于一级电离。 知识点一 强、弱电解质的比较 1．某固体化合物A 不导电，但熔化或溶于水都能完全电离。下列关于物质A 的说法中，正确的是( ) A ．A 是非电解质 B ．A 是强电解质 C ．A 是共价化合物 D ．A 是弱电解质 答案 B 解析 在熔化状态下能够电离的一定是离子化合物，而熔化或溶于水都能完全电离，所以为强电解质，故应选B 。 2．现有如下各化合物：①酒精，②氯化铵，③氢氧化钡，④氨水，⑤蔗糖，⑥高氯酸，⑦氢硫酸，⑧硫酸氢钾，⑨磷酸，⑩硫酸。 请用以上物质的序号填写下列空白。 (1)属于电解质的有____________________。 (2)属于强电解质的有__________________。 (3)属于弱电解质的有____________。 答案 (1)②③⑥⑦⑧⑨⑩ (2)②③⑥⑧⑩ (3)⑦⑨ 知识点二 弱电解质的电离 3．在100 mL 0.1 mol·L －1的醋酸溶液中，欲使醋酸的电离程度增大，H ＋ 浓度减小，可采用的方法是( ) A ．加热 B ．加入100 mL 0.1 mol·L － 1的醋酸溶液 C ．加入少量的0.5 mol·L － 1的硫酸

选修四《原电池》教学设计

选修四《原电池》教学设计 宜昌市第七中学龚韦韦 一、说教材 (1)教材中的地位与作用 本节课内容选至人教版普通高中课程标准实验教科书（化学必修4）第四章第一节《原电池》的第一课时，以必修2“化学能与电能”为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理，增加了盐桥的内容。在此之前学生学习过的氧化还原反应，能量之间转换，电解质，金属活泼性等化学知识及物理电学的相关知识，已为本节课的学习做好了一定知识储备；同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，其它常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。它是电化学学习的基础内容也是核心内容。 (2)三维教学目标 化学课程标准中指出高中化学不仅要学习化学基础知识，还应具备一定的化学实验能力，结合这一要求，确定本课的三维目标如下： 1．知识与技能目标 （1）在必修2的基础上，进一步学习原电池的工作原理，探究简单原电池的不足和改进。 （2）能设计并完成带盐桥的原电池的设计。 （3）形成完备的原电池概念，理解构成原电池的条件。 2．过程与方法目标 （1）通过实验活动建构原电池模型。 （2）实验设计感悟科学探究的思路和方法。 3．情感态度目标 通过对实验的交流讨论，培养学生严谨、认真的学习态度，掌握科学的学习方法。 (3)教学重难点 教学重点：带盐桥的原电池的工作原理 教学难点：根据原电池的工作原理设计原电池 二、说学情 通过前面的学习，学生已经具备一定的电化学基础知识和分析问题的能力和一定的实验探究能力。但知识迁移能力、发散思维和创新思维能力等方面有待培养和提高。所以本节课学生通过:实验探究—合作讨论—分析推理—比较归纳—实验设计，实现知识的总结和能力的提升。 三、说教法 本课主要采用情境激学法、问题探讨法、实验探究法，比较归纳法和分析推理法等教学方法，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。 四、说程序 本节课的主要流程共分为5步，依次为 创设情景巩固复习（3分钟）——发现问题分析原因（5分钟）——实验探究交流讨论（10分钟）——解决问题总结提升（15分钟）——设计实验应用探究（5分钟） 五、具体教学过程 1、创设情景，引入课题。 【学生活动一】学生观看新能源汽车视频 【设计意图】抓住学生兴趣，吸引学生注意,引出学习课题

有机化合物的分类学-人教版高中化学选修5学案设计

第一节有机化合物的分类 [核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：通过认识官能团的结构，微观分析有机物的类别，体会与宏观分类的差异，多角度认识有机物。2.证据推理与模型认知：了解碳原子之间的连接方式，能根据碳原子的骨架对有机物进行分类。 一、按碳的骨架分类 1．按碳的骨架分类 2．相关概念辨析 (1)不含苯环的碳环化合物，都是脂环化合物。 (2)含一个或多个苯环的化合物，都是芳香化合物。 (3)环状化合物还包括杂环化合物，即构成环的原子除碳原子外，还有其他原子，如氧原子(如

呋喃)、氮原子、硫原子等。 (4)链状烃通常又称脂肪烃。

例 1有下列7种有机物，请根据元素组成和碳的骨架对下列有机物进行分类：

⑥ (1)属于链状化合物的是________(填序号，下同)。 (2)属于环状化合物的是________。 (3)属于脂环化合物的是________。 (4)属于芳香化合物的是________。 答案(1)④⑤(2)①②③⑥⑦(3)①③⑥(4)②⑦ 【考点】按碳的骨架分类 【题点】环状化合物 二、按官能团分类 1．烃的衍生物及官能团的概念 (1)烃的衍生物：从结构上看，烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而衍生出一系列新的化合物。 (2)官能团：决定化合物特殊性质的原子或原子团。 2．有机物的主要类别、官能团和典型代表物 (1)烃类物质 有机物官能团结构官能团名称有机物类别 CH4烷烃 CH2===CH2碳碳双键烯烃 CH≡CH—C≡C—碳碳三键炔烃 芳香烃 (2)烃的衍生物

有机物官能团结构官能团名称有机物类别 CH3CH2Br —Br 溴原子卤代烃 CH3CH2OH —OH 羟基醇 —OH 羟基酚 CH3—O—CH3醚键醚CH3CHO —CHO 醛基醛 羰基酮 CH3COOH —COOH 羧基羧酸 酯基酯 —NH2氨基 氨基酸 —COOH 羧基 酰胺基酰胺 例

高二化学选修4教学反思与总结

高二化学选修4教学反思与总结高中化学选修共三册，高二两学期学完两册。其教学特点介于讲练与讲读之间。因此，从形式到内容，从知识到技能，从态度情感到价值观，从试验到推理，从理论到实践，从教学环节把握到测验考试反馈都需要全方位的计划安排。依据新课改的要求及学科特点，遵循教育规律，贯彻教学原则，把实验教学与理论讲解并用，把思想教育与技能提高结合，知识构建与生活实际联系。指导学生运用化学知识解决工农业生产和日常生活中具体问题。在教学中，培养学生实验操作、观察理解、逻辑推理、思维创新、自学能力等。 一、深挖教材，注重课标。 认真贯彻教育部和省教育厅有关新课程改革的精神。以学生发展为本，使学生在获得作为一个现代公民所必须的基本化学知识和技能的同时，在情感、态度、价值观和一般能力等方面都能获得充分的发展，为学生的终身学习、终身受益奠定良好的基础。为新课程下的化学高考做准备。 二、摸清情况，因材施教。 我带高二理科班，从成绩上看，学习基础参差不齐。我在教学中将要进一步了解学生的知识水平、心理状态、接受能力、兴趣爱好和个性差异，注重师生情感互动，先获得学生的信任，最后形成一条感情的链条，紧紧把师生连接起来，也要协调好学生之间的关系，让学生有一个宽松愉快的学习环境，为提高学习效率打下感情基础。 三、紧扣课标，认真备课。 按照高中教育特点、教育规律、教学要求进行教学，对《化学选修4》教学内容（实验、思考与交流、学与问、科学探究、实践活动、科学史话、科学视野、资料卡片、归纳与整理、习题、复习题、附录等）、《化学实验教学指导必修4》、《资源与学案》的难广度，注重备学生，备教材，备教法，搞好板书设计为上课做到必要准备。 认真学习新课标，转变教学理念。加强教育教学的理论学习，研究新课标：组织切实有效的学习讨论活动，用先进的教育理念支撑深化教育改革，培养学生的合作交流意识；转变教师的教学方式转变学生的学习方式：改变学生的学习方式为主，提倡研究性学习、发现性学习、参与性学习、体验性学习和实践性学

最新高二化学选修4第四章全套教案

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1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！ 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----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： Zn+2H +=Zn 2++H 2↑

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（Zn）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（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋（氧化） 正极（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（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①注明正负极和电极材料②满足所有守衡 总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 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

苏教版高中化学选修四《化学反应原理》全册导学案

苏教版高中化学选修四《化学反应原理》 全册导学案

专题一化学反应与能量变化 第一单元化学反应中的热效应 【学习目标】 1.了解反应热和焓变的含义，知道放热反应和吸热反应的概念，理解化学反应过程中能 量变化的原因。 2.知道热化学方程式的概念，能通过比较的方法理解热化学方程式与化学方程式的区 别，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。 3.初步学习测定化学反应的反应热的实验方法，能正确分析误差产生的原因并能采取适 当措施减小误差。 4.知道盖斯定律的内容，能运用盖斯定律计算化学反应的反应热。 化学反应中的焓变 【基础知识梳理】 【知识回顾】 下列变化属于放热反应的有属于吸热反应的有. ①氯酸钾分解制氧气②铝热反应 ③点燃的镁条继续在CO2中继续燃烧④生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑤Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应⑥C与CO2的反应 常见的放热反应 （1）（2） （3）（4） 常见的吸热反应 （1）（2） （3）（4） 一、化学反应的焓变 1、定义：化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同的温度时，放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热。 焓变：在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变。符号单位 2.能量变化的原因 （1）宏观?H= 总能量-- 总能量 （2）微观化学反应本质 ?H= 破坏键吸收能量—形成键放出能量 破坏键吸收能量形成键放出能量?H0 放热反应 破坏键吸收能量形成键放出能量?H0 吸热反应（填>,<或=） 【问题解决】已知断裂1molH2(g)中的H-H键需要吸收436kJ的能量，断裂1molO2中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O中的1molH-O键能放出436kJ的能量。试写出O2(g)与H2(g)反应生成H2O(g)的热化学方程式。

人教版高中化学选修4教案：第四章第一节原电池

第四章电化学基础 第一节原电池 一、教材分析 本节课选取人教版化学选修4《化学反应原理》第四章第一节，本课以必修化学2第二章第二节“化学能与电能”为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理。教材的设置体现了学习知识的阶梯性，更加关注学生的化学专业知识和科学素养的提升。在必修部分只要求学生能举例说明化学能与电能之间的转化，在选修部分则进一步要求学生指导原电池的工作原理并能设计原电池。本节课教学内容中，从双液锌铜原电池入手，通过一个盐桥的设置，将氧化反应和还原反应分离开来。这对学生而言不仅仅是装置的改进，更是对氧化还原反应思维方式的转变，也是学生学习最困难的地方。学生通过将原电池的工作原理进行应用，设计原电池，加深了学生对原电池的理解。学生对电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。 原电池是将化学能转化为电能的重要装置，小到手机、心脏起搏器，大到交通工具、人造卫星、宇宙飞船都离不开原电池。原电池的工作原理不仅再现了氧化还原反应中能量的转化和守恒规律，也为金属的防护提供了理论依据。因此本节是电化学的基础知识，也是本章的重点内容，学好本节知识，具有比较重要的现实意义和理论意义。 二、教学目标 1、知识与技能 (1)知道原电池的工作原理。 (2)能够根据原电池的形成条件设计原电池。 (3)能书写简单的电极反应和电池反应方程式。 2、过程与方法 (1)通过对原电池模型的建立，让学生体会原电池的工作原理并加以简单应用。 (2)通过对原电池的了解，进一步深化对原电池构成条件和工作原理的理解。 (3)通过实验探究，使学生学会科学的研究方法，善于在体验过程中发现问题。 3、情感态度价值观 (1)通过对能量之间的转换的学习和了解，使学生了解化学对我们的生产、生活带来的便利，激发学生学习化学的兴趣。 (2)通过能量的守恒和电子的守恒等守恒思想的建立，使学生进一步体验守恒的思想。

经典：高中化学选修四学案答案(人教版最新)

目录 第一章化学反应与能量 (2) 第一节化学反应与能量的变化 (2) 第1课时焓变反应热 (2) 第2课时热化学方程式和中和反应热的测定 (6) 第二节燃烧热能源 (11) 第三节化学反应热的计算 (17) 第一章单元测试 (21) 第二章化学反应速率和化学平衡 (26) 第一节化学反应速率 (26) 第二节影响化学反应速率的因素 (30) 第1课时浓度、压强对反应速率的影响 (30) 第2课时温度、催化剂对反应速率的影响 (33) 第三节化学平衡 (37) 第1课时可逆反应与化学平衡状态 (38) 第2课时浓度对化学平衡状态的影响 (42) 第3课时压强对化学平衡状态的影响 (44) 第4课时温度、催化剂对化学平衡状态的影响 (46) 第5课时勒夏特列原理的迁移运用 (49) 第6课时等效平衡 (55) 第7课时化学平衡常数 (58) 第四节化学反应进行的方向 (64) 第二章单元测试 (67) 第三章水溶液中的离子平衡 (73) 第一节弱电解质的电离 (73) 第1课时弱电解质及电离 (73) 第2课时一元酸的比较及多元酸的电离特点 (76) 第二节水的电离和溶液的酸碱性 (79) 第1课时水的电离 (79) 第2课时溶液中的PH及其应用 (81) 第3课时酸碱中和滴定（一） (85) 第4课时酸碱中和滴定（二） (87) 第三节盐类的水解 (89) 第1课时盐溶液的酸碱性 (89) 第2课时影响盐类水解的主要因素及水解的运用 (92) 第3课时溶液中离子浓度大小的比较 (95) 第四节难溶电解质的溶解平衡 (101) 第1课时沉淀溶解平衡 (101) 第2课时难溶电解质的溶解平衡 (105) 第三章单元检测 (108) 第四章电化学基础 (114) 第一节原电池 (114) 第二节化学电源 (122)

高中化学选修4知识点分类总结

化学选修4化学反应与原理 章节知识点梳理 第一章化学反应与能量 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热)△H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s 分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数

⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应

人教版高二化学选修四 4.4 金属的电化学腐蚀与防护教案

第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标： 知识与技能： 1、了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因； 2、了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写； 3、掌握金属防护的方法。 过程与方法： 1、培养学生依据事实得出结论的科学方法； 2、培养学生的观察能力。 情感态度与价值观： 增强学生的环保意识 教学重点、难点： 金属的电化学腐蚀 课时安排：1课时 教学方法： 教学过程： 引入]在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如：铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈，其主要原因与原电池的形成有关，下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。 板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护 阅读]请同学们阅读课本P84内容回答下列问题： 什么是金属腐蚀？金属的腐蚀有哪几种？ 学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 板书]一、金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀 （1）概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些？ 回答]铁生锈、铜长出铜绿、铝锅出现白色的斑点等。 提问]金属腐蚀的原因是什么？

回答]金属由单质变成化合物，使电子被氧化。 板书]（2）金属腐蚀的本质：M—ne—=M n+ 讲述]金属腐蚀为失电子，是内因。金属越活泼，越易失电子，越易被腐蚀。金属腐蚀还与外因有关，即与金属接触的介质不同，发生的腐蚀情况也不同。 板书]（3）金属腐蚀的类型： ①化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等。 讲述]上面的腐蚀没有形成原电池，还有一类是在腐蚀过程中形成了原电池。 板书]②电化学腐蚀：不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。 引导]请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。 学生]在潮湿的空气中，，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。 投影]钢铁的电化学腐蚀示意图 引导]根据以前所学内容，指出钢铁腐蚀时形成的原电池的正负极，写出电极反应方程式： 指定学生板书] 负极（Fe）：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极（C）：O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O）。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在，在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时，会有H2放出（析出），所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之，无论是哪种腐蚀，其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。 板书]析氢腐蚀 负极（Fe）：Fe—2e—=Fe2+ 正极（C）：2H++2e—=H2↑ 引导]请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系，并填写下表： 投影]（表中内容学生讨论后再显示）

(人教版)高中化学选修四(全册)精品配套学案汇总

(人教版)高中化学选修四（全册）精品配套学案汇总 第一节原电池 【今日目标】 1.通过实验体验由化学能转为电能的探究。 2．掌握原电池的工作原理。 3．能正确书写电极反应和电池反应方程式。 【学习过程】 一、原电池 1.原理(以铜、锌原电池为例) 装置举例 2.

锌片负极，发生氧化反应电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋ 铜片正极，发生还原反应电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu 总电极反应式为：Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋ 3．构成条件 条件两个活泼性不同的电极，较活泼的做负极。 电解质溶液 形成闭合回路 能自发地发生氧化还原反应 4．原电池的设计 （1）.用还原性较强的物质作负极，向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作正极，从外电路得到电子。 （2）．将两极浸在电解质溶液中，通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。 （3）．放电时负极上的电子通过导线流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。 【思考】 1. (1)原电池的两电极必须是金属吗？ 【提示】不一定，如可用石墨做电极。 (2)Cu与稀H2SO4能否设计成原电池？ 【提示】不能。Cu与稀H2SO4不能自发发生氧化还原反应。 2．在内电路中，阴、阳离子分别向哪个极板移动？ 【提示】阴离子→负极，阳离子→正极。 3.①原电池中，电子流出的极是正极还是负极？ 【提示】负极。 ②若某电极在反应过程中增重，是原电池的正极还是负极？ 【提示】正极。 【总结】 1．由组成原电池的两极材料判断 较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。 2．根据电流方向或电子流向判断 外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断 在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 4．根据原电池中两极发生的反应判断 原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。 5．根据电极质量的变化判断 原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。 6．根据电极上有气泡产生判断