锂电池 新型电池 负极: Li – e--=Li+ 正极: MnO2+2e-=MnO2 总反应: Li+ MnO2=LiMnO2 -温度使用范围广,放电电压平坦,体积小,无电解液渗漏,并且电压随放电时间缓慢下降,可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。 氢氧燃料 电 池 电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液: 负极: 2H2 –4e- + 4OH-=== 4H2O 正极: O2+ 4e- + 2H2O === 4OH- 电解质溶液为酸性溶液: 负极: 2H2 –4e-=== 4H+ 正极: O2+ 4e- + 4H === 2H2O 电解质溶液为氢氧化钾溶液: 负极: CH4 + 10OH- -8e- === CO32- + 7H2O 正极:2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH- 总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- === CO3 + 3H2O 2-+ 甲烷燃料 电 池 电池是如何发明的? 电池在我们今天的生活中,可以说已经成为不可离开的东西了:大到汽车用的蓄电池,小到电子表上的纽扣电池。你可知道,200多年前的电池发明过程中有一段曲折的故事,它至今仍能给我们以有益的启迪。 1800年,英国皇家学会会长收到了意大利帕费亚大学物理学教授伏打 (A.Volta,1745-1827)的一封信,信中说他制成了一种能够提供“不会衰竭的电荷及无穷的电力”的仪器,这里所说的那种仪器,就是后来所说的伏打电池。那么,伏打是如何发明出这种电池的呢?
事情还须回到一年前:伏打收到他的同胞、生理学家伽法尼的一篇论文。文中谈到他的一次偶然发现:当他把悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上,发现蛙腿会发生奇异的痉挛现象。伽法尼从职业本能出发,把注意力集中到了肌肉收缩上,认为这是一种由生物电引起的现象。起初伏打也曾这样想,不久便对此产生了怀疑。物理学家的敏感把他的注意引到了两种金属的接触上,他的结论是“接触电”或“金属电”,而非“生物电”。
接下来,伏打做的实验就是把不同的两种金属(锌和铜)放进食盐水中进行实验。他成功了!世界上第一个原电池——伏打电池就此诞生! 1801年,拿破仑把伏打召到巴黎,亲自授予奖章和奖金,并给予许多优厚待遇。
[基础达标1]
1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是
A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.生石灰 D.蔗糖 2. 下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与CO2反应
C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 3.下列物质加入水中显著放热的是
A.生石灰 B.固体NaCl C.无水乙醇 D.固体NH4NO3 4.对于放热反应
,下列说法正确的是
A.产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量 B.反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C.反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量 D.反应物H2和O2具有的能量相等
5.已知反应X + Y = M + N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是 A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
6.“可燃冰”又称“天然气水合物”,它是在海底的高压、低温条件下形成的,外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100~200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是 A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源 C.“可燃冰”提供了水可能变成油的例证
D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
7. 航天飞机用的铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应,其方程式可表示为:2NH4ClO4 N2↑+ 4H2O+Cl2↑+2O2↑+Q,下列对此反应叙述中错误的是
A. 反应属于分解反应 B. 上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C. 反应从能量变化上说,主要是化学能转变为热能和动能 D. 在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用 8.下列各图中,表示正反应是吸热反应的图是
9. 电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是: Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2O和Ag2O +H2O + 2e=2Ag +2 OH-;下列判断正确的是 A.锌为正极,Ag2O为负极 B.锌为负极,Ag2O为正极
C.原电池工作时,负极区溶液PH减小 D.原电池工作时,负极区溶液PH增大 10.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O列叙述不正确的是
A.放电时负极反应为:Zn-2e—+2OH—=Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3 -3e—+ 5OH—=FeO42-+ 4H2O C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性增强
3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH,下
11.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH怎样变化
A.不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 12.对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是 ①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 13. X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成的原电池时,Y为电池的负极,则X、Y、Z三种金属的活动顺序为
A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X 14.将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中,下列叙述正确的是
A.该装置能形成原电池,其中铝是负极 B.该装置能形成原电池,其中铜是负极 C.该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确
15.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛使用,锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应为:Zn(s) + 2MnO2(s) + H2O(l) ﹦Zn(OH)2(s) + Mn2O3(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:2MnO2(s) + H2O(l) + 2e- ﹦Mn2O3(s) + 2OH-(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0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
16.微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源,这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I.下列有关说法正确的是
A.正极反应:2Li - 2e- = 2Li+ B.负极反应:I2 + 2e- = 2I- C.总反应是:2Li + I2 = 2LiI D.金属锂作正极
17.某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是
A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液 B.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4
18.氢氧燃料电池用于航天飞船,电极反应产生的水,经过冷凝后可用作航天员的饮用水,
- --—
其电极反应如下:负极:2H2 + 4OH- 4e = 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e = 4OH,当得到1.8L饮用水时,电池内转移的电子数约为
A.1.8mol B.3.6mol C.100mol D.200mol
19.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极
20.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是
A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B.碳棒取下洗净用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用
D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用 21.下列变化中属于原电池的是
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
-
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速 22.实验室中欲制氢气,最好的方法是
A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应 23.铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成
A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.锌铆钉 D.锡铆钉 24.锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:
+2+
Zn + 2MnO2 + 2NH4 = Zn + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是 A. Zn B. 碳棒 C. MnO2 和NH4
参考答案: 1 B 13 C 教学目的2:
1. 了解化学反应速率的计算方法及其影响因素; 2. 化学反应平衡及反应条件的控制等简单知识。 教学课时:
2.5课时 知识体系 2
3. 化学反应速率(υ)
⑴ 定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 ⑵ 表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示
⑶ 计算公式:υ=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s) ⑷ 影响因素:
① 决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)
② 条件因素(外因):反应所处的条件
浓度:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率。(注:固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数。)
压强:对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而加快化学反应速率。(注:如果增大气体的压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率。)
温度:其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率。
催化剂:使用催化剂能等同的改变可逆反应的正逆化学反应速率。
其他条件:如固体反应物的表面积(颗粒大小)、光照、不同溶剂、超声波。 4. 衡量化学反应的程度——化学平衡 ⑴ 前提——密闭容器中的可逆反应
⑵ 条件——一定条件的T、P、c ——影响化学平衡的因素 ⑶ 本质——V正=V逆≠0
⑷ 特征表现——各组分的质量分数不变 达化学平衡标志
2 B 14 B 3 A 15 C 4 B 16 C 5 17 A 6 C 18 D 7 D 19 B 8 B 20 D 9 21 BD 10 22 D 11 C 23 AC 12 A 24 C +
D. Zn 和NH4
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⑸ 达到化学平衡的标志 ① 从反应速率判断:V正=V逆
①正逆反应的描述 同一物质 消耗和生成 反应物和生成消耗或生成 物 同一物质 不同物质 ②速率相等 速率的数值相等 速率的比值与化学计量数相等 ② 从混合气体中气体的体积分数或物质的量浓度不变判断 ③ 从容器内压强、混合气体平均相对分子质量、混合气体的密度不变等判断,需与可逆反应中m+n和p+q是否相等,容器的体积是否可变,物质的状态等因素有关,应具体情况具体分析
途径 ①可先加入反应物,从正向开始
②可先加入生成物,从逆向开始
③也可同时加入反应物和生成物,从正、逆向同时开始
影响因素
浓度:增加反应物浓度,平衡右移
压强:加压,平衡向气体体积减小方向移动 温度:升温,平衡向吸热方向移动 催化剂:(加快反应速率,但对平衡无影响)
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定 ④总体积、总压力、总物质的量一定 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即V(正)=V(逆) ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆) 平衡 平衡 平衡 不一定平衡 平衡 平衡 不一定平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 混合物体系中 各成分的含量 正、逆反应 速率的关系 ③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆) ④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指V(逆) 压强 ①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) ②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 混合气体平均①Mr一定时,只有当m+n≠p+q时 相对分子质量②Mr一定时,但m+n=p+q时 Mr 温度 体系的密度 其他 任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变) 密度一定 如体系颜色不再变化等