高中化學(xué)_第二章《第三節(jié)_化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量》課件_魯科版必修2

1、第第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式。了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式。2了解原電池的構(gòu)成及工作原理。了解原電池的構(gòu)成及工作原理。3了解原電池原理的應(yīng)用。了解原電池原理的應(yīng)用。4通過化學(xué)反應(yīng)中能量變化的學(xué)習(xí)，通過化學(xué)反應(yīng)中能量變化的學(xué)習(xí)，了解不同形式的能量的轉(zhuǎn)化對人類生產(chǎn)了解不同形式的能量的轉(zhuǎn)化對人類生產(chǎn)和生活的影響。和生活的影響。一、化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量一、化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量1.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng):反應(yīng)過程中反應(yīng)過程中_的反應(yīng)。的反應(yīng)。(2)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng):反應(yīng)過程中反應(yīng)過程中_的反應(yīng)。的反應(yīng)。

2、2.化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式吸收能量吸收能量有能量釋放有能量釋放3.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(1)演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)裝置裝置現(xiàn)象現(xiàn)象銅片銅片:_;鋅片鋅片:_;燈泡燈泡:_結(jié)論結(jié)論 導(dǎo)線中有導(dǎo)線中有_通過通過解釋解釋 當(dāng)銅片與鋅片一同浸入稀硫酸時(shí)當(dāng)銅片與鋅片一同浸入稀硫酸時(shí):鋅片鋅片:_銅片銅片:_電子電子:_有氣泡產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生不斷溶解不斷溶解發(fā)亮發(fā)亮電流電流Zn失電子生成失電子生成Zn2進(jìn)入溶液進(jìn)入溶液H得電子生成得電子生成H2逸出逸出從從Zn流出經(jīng)導(dǎo)線流入銅片形成電流流出經(jīng)導(dǎo)線流入銅片形成電流(2)原電池原電池概念概念:_的裝置。的裝置。構(gòu)成構(gòu)成:_

3、做負(fù)極做負(fù)極,_做正極做正極;插入插入_溶溶液中液中,用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路。用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路。工作原理工作原理:發(fā)生氧化還原反應(yīng)。負(fù)極發(fā)生發(fā)生氧化還原反應(yīng)。負(fù)極發(fā)生_反應(yīng)反應(yīng),電子由電子由_通過導(dǎo)線流向通過導(dǎo)線流向_;正極發(fā)生正極發(fā)生_反應(yīng)反應(yīng),使使_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_。(3)常見電池常見電池干電池干電池:又稱又稱_。蓄電池蓄電池:又稱又稱_。燃料電池燃料電池:其能量轉(zhuǎn)其能量轉(zhuǎn)化率高化率高,對環(huán)境無污染。對環(huán)境無污染。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能相對活潑的金屬相對活潑的金屬相對不活潑的相對不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬金屬或能導(dǎo)電的非金屬電解質(zhì)電解質(zhì)氧化氧化負(fù)極負(fù)極正極正極還原還原化

4、學(xué)能化學(xué)能電能電能一次電池一次電池二次電池二次電池4.化學(xué)能與其他形式能間的轉(zhuǎn)化化學(xué)能與其他形式能間的轉(zhuǎn)化(1)物質(zhì)燃燒發(fā)光是物質(zhì)燃燒發(fā)光是_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_,植物的光植物的光合作用是合作用是_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_。(2)人生命活動所需能量是營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生各人生命活動所需能量是營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)釋放出來的。種化學(xué)反應(yīng)釋放出來的。開放探究開放探究構(gòu)成原電池的條件有哪些？構(gòu)成原電池的條件有哪些？提示提示:要有活潑性不同的兩個(gè)電極要有活潑性不同的兩個(gè)電極(金屬與金金屬與金屬、金屬與非金屬屬、金屬與非金屬);要有電解質(zhì)溶液要有電解質(zhì)溶液;構(gòu)成構(gòu)成閉合回路閉合回路;能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)

5、進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) ?；瘜W(xué)能化學(xué)能光能光能光能光能化學(xué)能化學(xué)能二、化學(xué)反應(yīng)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用二、化學(xué)反應(yīng)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用1.確定物質(zhì)的確定物質(zhì)的_。2.測定物質(zhì)有關(guān)組成的測定物質(zhì)有關(guān)組成的_。組成、結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)含量含量一、原電池的工作原理及應(yīng)用一、原電池的工作原理及應(yīng)用1.工作原理工作原理(以銅以銅鋅原電池為例鋅原電池為例)負(fù)極負(fù)極正極正極材料材料ZnCu反應(yīng)類型反應(yīng)類型氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移失電子失電子得電子得電子電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式ZnZn22e2H2eH2電池總反應(yīng)方程式為電池總反應(yīng)方程式為:Zn2H=Zn2H22.應(yīng)用應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)速率加快氧化

6、還原反應(yīng)速率如實(shí)驗(yàn)室用如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀和稀H2SO4(或稀鹽酸或稀鹽酸)反應(yīng)制反應(yīng)制H2,常用粗鋅常用粗鋅,原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池形成原電池,使產(chǎn)生使產(chǎn)生H2的速率加快。的速率加快。(2)比較金屬的活動性強(qiáng)弱比較金屬的活動性強(qiáng)弱原電池中原電池中,一般活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極一般活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極,活動性活動性弱的金屬為正極。例如弱的金屬為正極。例如,有兩種金屬有兩種金屬A和和B,用導(dǎo)用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中線連接后插入到稀硫酸中,觀察到觀察到A極溶解極溶解,B極極上有氣泡產(chǎn)生上有氣泡產(chǎn)生,由原電池原理可知由原電池原理可知,金屬活動性金屬活動性

7、AB。(3)設(shè)計(jì)原電池設(shè)計(jì)原電池從理論上說從理論上說,任何一個(gè)氧化還原任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。例反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。例如如,利用利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池成如圖所示的原電池,該原電池該原電池的電極反應(yīng)式為的電極反應(yīng)式為:負(fù)極負(fù)極(Cu):CuCu22e(氧氧化反應(yīng)化反應(yīng))正極正極(C):2Fe32e2Fe2(還原反應(yīng)還原反應(yīng))A.兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生B.甲燒杯中銅片表面有氣泡產(chǎn)生甲燒杯中銅片表面有氣泡產(chǎn)生,乙燒杯中鋅片乙燒杯中鋅片表面有氣泡產(chǎn)生表面有氣泡產(chǎn)生C.兩

8、燒杯中硫酸的濃度均減小兩燒杯中硫酸的濃度均減小D.甲中銅片是正極甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極乙中銅片是負(fù)極名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥:甲裝置構(gòu)成原電池甲裝置構(gòu)成原電池,發(fā)生原電池反發(fā)生原電池反應(yīng)應(yīng);乙裝置不能構(gòu)成原電池乙裝置不能構(gòu)成原電池,發(fā)生置換反應(yīng)。發(fā)生置換反應(yīng)。答案答案:BC解析解析:原電池的兩極可以是活動性不同的兩種原電池的兩極可以是活動性不同的兩種金屬金屬,也可以一極是金屬也可以一極是金屬,一極是非金屬一極是非金屬,如石墨如石墨;原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)原電池正極發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng);鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí),鋅和鹽酸反鋅和鹽酸反應(yīng)

9、置換氫氣應(yīng)置換氫氣,6.5 g鋅溶解時(shí)鋅溶解時(shí),轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移0.2 mol電子電子,可可生成生成0.1 mol氫氣氫氣,即即0.2 g。答案答案:B二、原電池中正負(fù)極的判斷二、原電池中正負(fù)極的判斷1.根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料一般較活潑的金屬為負(fù)極一般較活潑的金屬為負(fù)極(K、Ca、Na太活潑太活潑,不能不能做電極做電極),活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體為正極。活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體為正極。2.根據(jù)電流方向或電子流向根據(jù)電流方向或電子流向電流電流(外電路外電路)由正極流向負(fù)極由正極流向負(fù)極,電子由負(fù)極經(jīng)外電電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。路流向原電池的正極。3.根據(jù)溶液中離子遷移方向根據(jù)溶液中

10、離子遷移方向陽離子移向原電池正極陽離子移向原電池正極,陰離子移向原電池負(fù)極。陰離子移向原電池負(fù)極。4.根據(jù)原電池中反應(yīng)類型根據(jù)原電池中反應(yīng)類型正極正極:得電子得電子,發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng),現(xiàn)象是伴隨著金屬的析現(xiàn)象是伴隨著金屬的析出或出或H2的放出。的放出。負(fù)極負(fù)極:失電子失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng),現(xiàn)象則是電極本身的消現(xiàn)象則是電極本身的消耗耗,質(zhì)量減小。質(zhì)量減小。MNPA鋅鋅銅銅稀硫酸溶液稀硫酸溶液B銅銅鐵鐵稀鹽酸稀鹽酸C銀銀鋅鋅AgNO3溶液溶液D鋅鋅鐵鐵Fe(NO3)3溶液溶液 該原電池中該原電池中M棒變粗棒變粗,N棒變細(xì)棒變細(xì),說明說明原電池反應(yīng)時(shí)原電池反應(yīng)時(shí)N棒溶解作負(fù)極棒溶

11、解作負(fù)極,溶液中有金屬析溶液中有金屬析出在出在M棒上棒上,M棒作正極。棒作正極。A、B選項(xiàng)中選項(xiàng)中,電解質(zhì)電解質(zhì)溶液分別為稀硫酸和稀鹽酸溶液分別為稀硫酸和稀鹽酸,原電池工作時(shí)原電池工作時(shí),不不會有金屬析出。會有金屬析出。C選項(xiàng)正極反應(yīng)為選項(xiàng)正極反應(yīng)為:AgeAg,符合題意。而符合題意。而D選項(xiàng)正極反應(yīng)為選項(xiàng)正極反應(yīng)為:Fe3eFe2,不會有金屬析出。不會有金屬析出。答案答案:C解析解析:形成原電池時(shí)作負(fù)極的金屬被氧化形成原電池時(shí)作負(fù)極的金屬被氧化,活活潑性比正極強(qiáng)潑性比正極強(qiáng),A比比B強(qiáng)強(qiáng);在原電池中在原電池中,電流從正極電流從正極流向負(fù)極流向負(fù)極,C比比D強(qiáng)強(qiáng);A、C用導(dǎo)線相連后用導(dǎo)線相連后

12、,同時(shí)浸同時(shí)浸入稀入稀H2SO4溶液中溶液中,C極產(chǎn)生大量氣泡極產(chǎn)生大量氣泡,說明說明C極極為正極為正極,A比比C強(qiáng)強(qiáng);B、D用導(dǎo)線相連后用導(dǎo)線相連后,同時(shí)浸入同時(shí)浸入稀稀H2SO4溶液中溶液中,D極發(fā)生氧化反應(yīng)極發(fā)生氧化反應(yīng),D為負(fù)極為負(fù)極,D比比B強(qiáng)。強(qiáng)。答案答案:B以銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成原電池為例以銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成原電池為例:1.(2010濰坊高一質(zhì)檢濰坊高一質(zhì)檢)下列裝置中都伴隨有能下列裝置中都伴隨有能量的變化量的變化,其中是由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的是其中是由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的是()解析解析:A項(xiàng)項(xiàng),水在通電時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)生成氫水在通電時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)生成氫氣和氧氣氣和氧氣,是電解轉(zhuǎn)化為化學(xué)

13、能是電解轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;B項(xiàng)項(xiàng),風(fēng)能、電風(fēng)能、電能轉(zhuǎn)換成光能能轉(zhuǎn)換成光能;C項(xiàng)項(xiàng),太陽能轉(zhuǎn)換成熱能太陽能轉(zhuǎn)換成熱能;D項(xiàng)項(xiàng),化化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。答案答案:A2.(2011濟(jì)南高一質(zhì)檢濟(jì)南高一質(zhì)檢)如下圖所示裝置中如下圖所示裝置中,能夠能夠構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是()解析解析:構(gòu)成原電池的條件有構(gòu)成原電池的條件有:有較活潑的金有較活潑的金屬和相對不活潑的金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬和相對不活潑的金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬做電極屬做電極;要有電解質(zhì)溶液要有電解質(zhì)溶液;用導(dǎo)線連接兩用導(dǎo)線連接兩極極,構(gòu)成閉合回路。構(gòu)成閉合回路。A項(xiàng)中不具備條件項(xiàng)中不具備條件;B項(xiàng)中項(xiàng)中

14、不具備條件不具備條件;C項(xiàng)中不具備條件項(xiàng)中不具備條件;只有只有D項(xiàng)具項(xiàng)具備上述三個(gè)條件。備上述三個(gè)條件。答案答案:D答案答案:DABCD正極正極ZnCuZnCu負(fù)極負(fù)極CuZnCuZn電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液CuCl2CuCl2ZnCl2ZnCl24.某原電池的總反應(yīng)是某原電池的總反應(yīng)是ZnCu2=Zn2Cu,該原電池的正確組成是該原電池的正確組成是()解析解析:本題考查的知識點(diǎn)為構(gòu)成原電池的條件。本題考查的知識點(diǎn)為構(gòu)成原電池的條件。原電池的構(gòu)成條件一般為原電池的構(gòu)成條件一般為兩個(gè)活潑性不同的兩個(gè)活潑性不同的電極電極;電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(一般與活潑性強(qiáng)的電極發(fā)一般與活潑性強(qiáng)的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)

15、生氧化還原反應(yīng));形成閉合回路形成閉合回路(或在溶液中或在溶液中直接接觸直接接觸)。從電極的總反應(yīng)式看。從電極的總反應(yīng)式看,鋅失電子為鋅失電子為負(fù)極負(fù)極,Cu2得電子應(yīng)在電解質(zhì)溶液中得電子應(yīng)在電解質(zhì)溶液中,選擇一種選擇一種不活潑的金屬或非金屬做正極。不活潑的金屬或非金屬做正極。答案答案:B5.(2011寧德高一質(zhì)檢寧德高一質(zhì)檢)由由A、B、C、D四種金四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置裝置現(xiàn)象現(xiàn)象二價(jià)金屬二價(jià)金屬A不斷溶解不斷溶解C的質(zhì)量增的質(zhì)量增加加A上有氣體上有氣體產(chǎn)生產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題:(1)裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(2)裝置丙中溶液的裝置丙中溶液的H的濃度的濃度_(填填“變變大大”、“變小變小”或或“不變不變”)(3)四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是_。解析解析:由裝置甲中由裝置甲中A不斷溶解不斷溶解,可知可知A與硫酸發(fā)與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生置換反應(yīng),又又A為二價(jià)金屬為二價(jià)金屬,所以反應(yīng)的離子方所以反應(yīng)的離子方程式為程式為:A2H=A2H2,A為原電池負(fù)為原電池負(fù)極極,B為正極