蘇教版化學選修4化學反應原理全冊教案

1、 備課教案2015學年第一學期高二化學楊志杰高二（3）班（10）班緒 言學習目標：1學習化學原理的目的2：化學反應原理所研究的范圍3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化劑二學習過程1：學習化學反應原理的目的1）化學研究的核心問題是：化學反應2）化學中最具有創(chuàng)造性的工作是：設計和創(chuàng)造新的分子3）如何實現(xiàn)這個過程？通常是利用已發(fā)現(xiàn)的原理來進行設計并實現(xiàn)這個過程，所以我們必須對什么要清楚才能做到，對化學反應的原理的理解要清楚，我們才能知道化學反應是怎樣發(fā)生的，為什么有的反應快、有的反應慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如何控制化學反應才能為人所用！這就是學習化學反應原理的目的。2：化學反應原理所研究的范圍是1）化

2、學反應與能量的問題2）化學反應的速率、方向及限度的問題3）水溶液中的離子反應的問題4）電化學的基礎知識3：基本概念1）什么是有效碰撞？引起分子間的化學反應的碰撞是有效碰撞，分子間的碰撞是發(fā)生化學反應的必要條件，有效碰撞是發(fā)生化學反應的充分條件，某一化學反應的速率大小與，單位時間內有效碰撞的次數(shù)有關2）什么是活化分子？具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子是活化分子，發(fā)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。有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內反應物中活化分子的多少有關。3）什么是活化能？活化分子高出反應物分子平均能量的部分是活化能，如圖活化分子的多少與該反應的活化能的大小有關

3、，活化能的大小是由反應物分子的性質決定，（內因）活化能越小則一般分子成為活化分子越容易，則活化分子越多，則單位時間內有效碰撞越多，則反應速率越快。4）什么是催化劑？催化劑是能改變化學反應的速率，但反應前后本身性質和質量都不改變的物質，催化劑作用:可以降低化學反應所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分數(shù),從而提高了有效碰撞的頻率.反應速率大幅提高.5）歸納總結：一個反應要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程？課堂思考題1、 為什么可燃物有氧氣參與，還必須達到著火點才能燃燒？2、催化劑在我們技術改造和生產(chǎn)中，起關鍵作用，它主要作用是提高化學反應速率，試想一下為什么催化劑能提高反應速率？第一節(jié) 化學反應與能量

4、的變化（第一課時）一學習目標: 反應熱,焓變二學習過程1:引 言:我們知道：一個化學反應過程中，除了生成了新物質外，還有思考1、你所知道的化學反應中有哪些是放熱反應？能作一個簡單的總結嗎？活潑金屬與水或酸的反應、酸堿中和反應、燃燒反應、多數(shù)化合反應反應物具有的總能量 > 生成物具有的總能量2、你所知道的化學反應中有哪些是吸熱反應？能作一個簡單的總結嗎？多數(shù)的分解反應、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應、水煤氣的生成反應、炭與二氧化碳生成一氧化碳反應物具有的總能量 < 生成物具有的總能量當能量變化以熱能的形式表現(xiàn)時：我們知道：一個化學反應同時遵守質量守恒定律和能量守恒，那么一個反應中的質

5、量與能量有沒有關系呢？有能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎，二者密不可分，但以物質為主。能量的多少則以反應物和產(chǎn)物的質量為基礎。那么化學反應中能量到底怎樣變化2:反應熱,焓變化學反應過程中為什么會有能量的變化？（用學過的知識回答）化學反應的實質就是反應物分子中化學鍵斷裂，形成新的化學鍵，從新組合成生成物的分子的過程。舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。而一般化學反應中，舊鍵的斷裂所吸收的總能量與新鍵形成所放出的總能量是不相等的，而這個差值就是反應中能量的變化。所以化學反應過程中會有能量的變化。反應熱 焓變：化學反應過程中所釋放或吸收的能量，都可以熱量（或換算成相應的熱量）來表述，

6、叫做反應熱，又稱為“焓變”。符號： H ，單位：kJ/mol 或 kJmol-1H為“” 為放熱反應H為“” 為吸熱反應思考:能量如何轉換的？能量從哪里轉移到哪里？體系的能量如何變化？升高是降低？環(huán)境的能量如何變化？升高還是降低？規(guī)定放熱反應的H 為”，是站在誰的角度？體系還是環(huán)境熱反應H為“”或H 0 ，吸熱反應H為“+”或H 0HE（生成物的總能量） E（反應物的總能量）HE（反應物的鍵能） E（生成物的鍵能）3練習1)1molC與1molH2O(g)反應失成lmol CO(g)和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的熱量，該反應的反應熱為H= kJ/mol。2)拆開 lmol H

7、H鍵、lmol NH鍵、lmolNN鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1mol N2生成NH3的反應熱為，1mol H2生成NH3的反應熱為。3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 預測當生成2 mol HF和2 mol HCl時，哪個反應放出的熱量多？若干化學鍵的鍵能（ kJ/mol，25 ）1、下列說法正確的是A、需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B、放熱的反應在常溫下一定很易發(fā)生C、反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小D、吸熱反應在一定的條件下也能發(fā)生2、反應C(石墨) C(金剛石)是吸熱反應,由此可知A、石墨

8、比金剛石更穩(wěn)定B、金剛石和石墨可以相互轉化C、金剛石比石墨穩(wěn)定D、金剛石和石墨不能相互轉化第一節(jié) 化學反應與能量的變化（第二課時）一學習目標：書寫表示化學反應熱的化學方程式二學習過程1復習回憶1）、催化劑為什么能夠加快反應速度？2）、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？3）、化學反應中能量變化的主要原因？4）、你了解“即熱飯盒嗎？知道是什么原理嗎？5）、什么是反應熱（焓變）2引入閱讀課本：例1與例2與化學方程式相比，熱化學方程式有哪些不同？正確書寫熱化學方程式應注意哪幾點？3、熱化學方程式的書寫1）熱化學方程式定義：表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。2）正確書寫熱化學方程式應注意：

9、（1）書寫熱化學方程式要注明反應的溫度和壓強，（為什么？）而常溫、常壓可以不注明，即不注明則是常溫、常壓。（2）標出了反應物與生成物的狀態(tài)，（為什么要標出？）（3）寫出了反應熱，還注明了“”，“”（4）方程式中的計量系數(shù)可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。4注意點：反應物和生成物前的系數(shù)它代表了什么？在方程式中H它表示了什么意義？ H的值與什么有關系？熱化學方程式中各物質前的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，表示對應物質的物質的量。H(KJ/mol)它表示每摩爾反應所放出的熱量，H的值與方程式中的計量系數(shù)有關，即對于相同的反應，當化學計量數(shù)不同時，其H不同。例題1、當1mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)Cl2反應生成2

10、mol氣態(tài)HCl，放出184.6KJ的熱量，請寫出該反應的熱化學方程式。2寫出下列反應的熱化學方程式1）1molN2(g)與適量O2(g)反應生成NO (g)，需吸收68kJ的熱量；2）2molCu(s)與適量O2(g)反應生成CuO(s)，放出314kJ熱量；3） 1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。4）4g CO在氧氣中燃燒生成CO2，放出 9. 6kJ熱量，寫出CO燃燒的熱化學方程式。5）在一定條件下，氫氣和甲烷燃燒的化學方程式為： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g)

11、 = CO2(g)+2H2O (l); H= 890 kJ/mol由1mol 氫氣和2mol甲烷組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時放出的熱量為多少。6、在一定條件下，氫氣和丙烷燃燒的化學方程式為：2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= 572 kJ/molC3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);H = 2220 kJ/mol5mol 氫氣和丙烷的混合氣完全燃燒時放熱3847kJ，則氫氣和丙烷的體積比為 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:17、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H

12、1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol則a、b、c、d的關系正確的是 A C 。A、a<c<0 B、b>d>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>08若2.6 g 乙炔（C2H2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和CO2（g）時放熱130 kJ。則乙炔燃燒的熱化學方程式為 C2H2（g）5/2O2（g）2CO2（g

13、）H2O（l）H=1300 kJ/mol2C2H2（g）5O2（g）=4CO2(g)2H2O(l) H=2600 kJ/mol第一節(jié) 化學反應與能量的變化（第三課時）一學習目標：燃燒熱，中和熱，能源二學習過程1、燃燒熱什么是燃燒熱？是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢？1）定義：在25,101 kPa時，1 mol 物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱通?？捎蓪嶒灉y得。2）在理解物質燃燒熱的定義時，要注意以下幾點：研究條件： 25 ,101 kPa反應程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。燃燒物的物質的量：1 mol研究內容：放出的熱量。（H<0，單位kJ

14、/mol）在未有特別說明的情況下，外界壓強一般指25 ,101 kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質中的下列元素完全轉變成對應的穩(wěn)定物。如: CCO2(g)、H H2O（l）、S SO2 （g）練習1分析以下幾個熱化學方程式，哪個是表示固態(tài)碳和氣態(tài)氫氣燃燒時的燃燒熱的？為什么？ A.C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/molD.H2(g)1/2O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol你能根據(jù)題中信息寫出表示H2燃燒熱的

15、熱化學方程式嗎？由于計算燃燒熱時，可燃物質是以1 mol 作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。2、 燃燒熱的計算及應用3、例題1.在101 kPa時，1 mol CH4 完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890.3 kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000 L CH4（標準狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？CH4的燃燒熱為890.3 kJ/mol，1000 L CH4（標準狀況）完全燃燒產(chǎn)生的熱量為3.97×104 kJ2.葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學方程式為：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）H=2 8

16、00 kJ/mol葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。2、中和熱1）定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應，生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。2）中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；H=-57.3kJmol。3）要點條件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的離子。反應物：（強）酸與（強）堿。中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。生成1mol水，中和反應的實質是H+和OH-化合生成 H20，若反應過程中有其他物質生成，這部分反應熱也不在中和熱內。放出的熱量：57.3kJ

17、/mol例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反應中放出的熱量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀鹽酸反應放出_ kJ的熱量。（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反應，放出_kJ的熱量。3燃燒熱和中和熱的區(qū)別與聯(lián)系 4、能源1）什么是能源？能源的作用？就是能提供能量的自然資源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣）、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和科學技術水平。 2）當今世界上重要的能源是什么？怎樣解決能源枯竭問題？節(jié)約能源的重要措施是什么？什么是新能源？化石燃料：煤、石

18、油、天然氣解決的辦法 ：開源節(jié)流；即開發(fā)新能源，節(jié)約現(xiàn)有能源，提高能源的利用率。措施：科學地控制燃燒反應，使燃料充分燃燒，提高能源的利用率。新能源：太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能和生物能。3）相關思考題燃料充分燃燒的條件是什么?.燃料燃燒時,若空氣過量或不足,會造 成什么后果?為什么固體燃料要粉碎后使用?煤在直接燃燒時會產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴重影響空氣質量且易導致酸雨、溫室效應等，從而使環(huán)境受到嚴重污染，故通過清潔煤技術（如煤的液化和氣化，以及實行煙氣凈化脫硫等），大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新的能源也是大勢所趨。第一節(jié) 化學反應與能量的變化

19、（第四課時）一學習目標：蓋斯定律及其應用 二學習過程1引入：如何測出這個反應的反應熱：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=? CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) H3=-393.5kJ/mol + = ，則 H1 + H2 =H3所以，H1=H3-H2 H1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol2蓋斯定律：不管化學反應是分一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。3如何

20、理解蓋斯定律？1）請用自己的話描述一下蓋斯定律。2）蓋斯定律有哪些用途？4例題1）同素異形體相互轉化但反應熱相當小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。現(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；H = -2983.2 kJ/molP(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；H = -738.5 kJ/mol試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式_。2）在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中Q2>Q1的是（B ）AH2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H=-Q11

21、/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H =-Q2B.C(s)+1/2O2(g)=CO (g); H= -Q1C(s)+O2(g)=CO2 (g); H= -Q2C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H= -Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); H= -Q2D. S(g)+O2(g)=SO2 (g); H= -Q1 S(s)+O2(g)=SO2 (g); H= -Q23、298K，101kPa時，合成氨反應的熱化學方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H= -92.38kJ/mol。 在該溫度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一

22、密閉容器中，在催化劑存在進行反應，測得反應放出的熱量總是少于92.38kJ，其原因是什么。第四章 電化學基礎§4.1 原電池一、探究目標體驗化學能與電能相互轉化的探究過程二、探究重點初步認識原電池概念、原理、組成及應用。三、探究難點通過對原電池實驗的研究，引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質，以及這種轉化的綜合利用價值。四、教學過程【引入】電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛，使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。例如，日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機這一切都依賴于電池的應用。那么，電池是怎樣把化學能轉變?yōu)殡娔艿哪兀课覀冞@節(jié)課來一起復習一下有關原電池的相關內容。

23、【板書】§4.1 原電池一、原電池實驗探究講：銅片、鋅片、硫酸都是同學們很熟悉的物質，利用這三種物質我們再現(xiàn)了1799年意大利物理學家-伏打留給我們的歷史閃光點！ZnCu×【實驗探究】(銅鋅原電池)實  驗  步  驟現(xiàn)         象1、鋅片插入稀硫酸  2、銅片插入稀硫酸  3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸  【問題探究】1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？2、鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)象又怎樣？為什

24、么？3、鋅片的質量有無變化？溶液中c (H+)如何變化？4、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書寫？5、電子流動的方向如何？講：我們發(fā)現(xiàn)檢流計指針偏轉，說明產(chǎn)生了電流，這樣的裝置架起了化學能轉化為電能的橋梁，這就是生活中提供電能的所有電池的開山鼻祖-原電池?！景鍟浚?）原電池概念：學能轉化為電能的裝置叫做原電池。問：在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學變化？學生： Zn+2H+=Zn2+H2講：為什么會產(chǎn)生電流呢？答：其實鋅和稀硫酸反應是氧化還原反應，有電子的轉移，但氧化劑和還原劑熱運動相遇發(fā)生有效碰撞電子轉移時，由于分子熱運動無一定的方向，因此電子轉移不會形成電流，而通常以熱能的形式表現(xiàn)出來，激烈的

25、時候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講，一個能自發(fā)進行的氧化還原反應，若能設法使氧化與還原分開進行，讓電子的不規(guī)則轉移變成定向移動，便能形成電流。所以原電池的實質就是將氧化還原的電子轉移變成電子的定向移動形成電流。（2）實質：將一定的氧化還原反應的電子轉移變成電子的定向移動。即將化學能轉化成電能的形式釋放。問：那么這個過程是怎樣實現(xiàn)的呢？我們來看原電池原理的工作原理。 （3）原理：（負氧正還）問：在鋅銅原電池中哪種物質失電子？哪種物質得到電子？學生：活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子問：導線上有電流產(chǎn)生，即有電子的定向移動，那么電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅？學生：鋅流向銅講：當銅上

26、有電子富集時，又是誰得到了電子？學生：溶液中的氫離子講：整個放電過程是：鋅上的電子通過導線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時氫離子在正極上得到電子放出氫氣，這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。講：我們知道電流的方向和電子運動的方向正好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學上我們知道電流是從正極流向負極的，所以，鋅銅原電池中，正負極分別是什么？學生：負極（Zn） 正極（Cu）實驗：我們用干電池驗證一下我們分析的正負極是否正確！講：我們一般用離子反應方程式表示原電池正負極的工作原理，又叫電極方程式或電極反應。一般先寫負極，所以可表示為： 負極（Zn）：Zn2eZn2 （氧化） 正極（C

27、u）：2H2eH2（還原）講：其中負極上發(fā)生的是氧化反應，正極上發(fā)生的是還原反應，即負氧正還。注意：電極方程式要注明正負極和電極材料 滿足所有守衡 總反應是：Zn+2H+=Zn2+H2講：原來一個自發(fā)的氧化還原反應通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子轉移變成電子的定向移動就形成了原電池。轉折：可以看出一個完整的原電池包括正負兩個電極和電解質溶液，及導線。那么銅鋅原電池中的正負極和硫酸電解質能否換成其他的物質呢？學生：當然能，生活中有形形色色的電池。過渡：也就是構成原電池要具備怎樣的條件？二、原電池的構成條件1、活潑性不同的兩電極2、電解質溶液3、形成閉合回路（導線連接或直接接觸且電極插入

28、電解質溶液4、自發(fā)的氧化還原反應(本質條件)思考：鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質？保證鋅銅原電池原理不變，正負極可換成哪些物質？（ C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等）問：鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎？判斷是否構成原電池，是的寫出原電池原理。（1）鎂鋁/硫酸；鋁碳/氫氧化鈉；鋅碳/硝酸銀 ；鐵銅在硫酸中短路；鋅銅/水；鋅鐵/乙醇；硅碳/氫氧化鈉（2）鋅銅/硫酸（無導線）；碳碳/氫氧化鈉 若一個碳棒產(chǎn)生氣體11.2升，另一個產(chǎn)生氣體5.6升，判斷原電池正負極并求鋅片溶解了多少克？設原硫酸的濃度是1mol/L，體積為3L，求此時氫離子濃度。（3）銀圈和鐵圈用細線連在一起懸在水中

29、，滴入硫酸銅，問是否平衡？（銀圈下沉） （4）Zn/ZnSO4/Cu/CuSO4鹽橋（充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂） （5）鐵和銅一起用導線相連插入濃硝酸中 鎂和鋁一起用導線相連插入氫氧化鈉中思考：如何根據(jù)氧化還原反應原理來設計原電池呢？請將氧化還原反應 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設計成電池：硫酸銅硫酸銅硫s酸銅硫酸銅此電池的優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。其中，用到了鹽橋什么是鹽橋？鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。 鹽橋的作用是什么？可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會由于銅的析出減少

30、了Cu2+而帶上了負電。鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。 導線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。 三、原電池的工作原理：正極反應：得到電子 （還原反應）負極反應：失去電子 （氧化反應）總反應：正極反應+負極反應想一想：如何書寫復雜反應的電極反應式？ 較繁電極反應式=總反應式-簡單電極反應式例：熔融鹽燃料電池具有高的放電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣，已制得在6500C下工作的燃料電池，試完成有關的電極反應式： 負極反應式為：2CO

31、+2CO32-4e-=4CO2正極反應式為：2CO2+O2+4e-=2CO32-電池總反應式：2CO+O2=2CO2四、原電池中的幾個判斷1.正極負極的判斷：正極：活潑的一極 負極：不活潑的一極思考：這方法一定正確嗎？ 2.電流方向與電子流向的判斷電流方向：正負 電子流向：負正電解質溶液中離子運動方向的判斷陽離子:向正極區(qū)移動 陰離子:向負極區(qū)移動練習：下列哪些裝置能構成原電池？ 練習： 某原電池的總反應的離子方程式為： 2Fe3+Fe = 3Fe2+，不能實現(xiàn)該反應的原電池組成是（ ）A、正極為銅，負極為鐵，電解質溶液為FeCl3溶液B、正極為碳，負極為鐵，電解質溶液為Fe(NO3)3溶液C

32、、正極為鐵，負極為鋅，電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液D、正極為銀，負極為鐵，電解質溶液為CuSO4溶液練習：宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應為2H2+O2=2H2O，電解質溶液為KOH，反應保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正確的是：（ ）AH2為正極，O2為負極B電極反應（正極）：O2+2H2O+4e- =4OH-C電極反應（負極）：2H2+4OH-=4H2O-4e-D負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應 練習：下列關于原電池的敘述正確的是（ ）A、構成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬B、原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置C、原電池中電子流出的一極是負極，該極被還原D、原電池

33、放電時，電流的方向是從負極到正極第二節(jié) 化學電源一、化學電池的種類化學電池：借助于化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置?；瘜W電池的主要部分是電解質溶液，和浸在溶液中的正極和負極，使用時將兩極用導線接通，就有電流產(chǎn)生，因而獲得電能?；瘜W電池放電到一定程度，電能減弱，有的經(jīng)充電復原又可使用，這樣的電池叫蓄電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池等；有的不能充電復原，稱為原電池，如干電池、燃料電池等。下面介紹化學電池的種類：1干電池：普通鋅錳干電池的簡稱，在一般手電筒中使用鋅錳干電池，是用鋅皮制成的鋅筒作負極兼做容器，中央插一根碳棒作正極，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維

34、紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調成糊狀作電解質溶液；電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質，還填有MnO2作去極化劑(吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象，即作去極劑)，淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速率。電極反應為：負極 Zn2 e-Zn2+ 正極 22 e-2NH3H2 H22MnO2Mn2O3H2O正極產(chǎn)生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+4NH3Zn(NH3)42+ 干電池的總反應式：Zn2NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl2Mn2O3H2O或 2Zn4NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl2ZnCl2Mn2

35、O3H2O正極生成的氨被電解質溶液吸收，生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。干電池的電壓1.5 V1.6 V。在使用中鋅皮腐蝕，電壓逐漸下降，不能重新充電復原，因而不宜長時間連續(xù)使用。這種電池的電量小，在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液。而今體積小，性能好的堿性鋅錳干電池是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導電性能更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應面積成倍增加，使放電電流大加幅度提高。堿性干電池的容量和放電時間比普通干電池增加幾倍。2鉛蓄電池：鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，用含銻5%8%的鉛銻合金鑄成格板，在正極格板上附著一層PbO2，負極格板上附著海綿狀金屬鉛

36、，兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液(密度為1.251.28 g / cm3)中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。放電的電極反應為：負極：Pb2e- PbSO4正極：PbO24H+2e- PbSO42H2O鉛蓄電池的電壓正常情況下保持2.0 V，當電壓下降到1.85 V時，即當放電進行到硫酸濃度降低，溶液密度達1.18 g / cm3時即停止放電，而需要將蓄電池進行充電，其電極反應為： 陽極：PbSO42H2O2e- PbO24H+ 陰極：PbSO42e- Pb當密度增加至1.28 g / cm3時，應停止充電。這種電池性能良好，價格低廉，缺點是比較笨重。 放電 充電 蓄電池放電和充電的總反應式：

37、PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O目前汽車上使用的電池，有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，又可以循環(huán)使用，因此廣泛應用于國防、科研、交通、生產(chǎn)和生活中。3銀鋅蓄電池銀鋅電池是一種高能電池，它質量輕、體積小，是人造衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉播站等的電源。目前，有一種類似干電池的充電電池，它實際是一種銀鋅蓄電池，電解液為KOH溶液。常見的鈕扣電池也是銀鋅電池，它用不銹鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒，盒內靠正極盒一端充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料，電解質溶液為KOH濃溶液，溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜，將電極

38、與電解質溶液隔開。負極：Zn2OH-2e- Zn(OH)2正極：Ag2OH2O2e- 2Ag2OH- 銀鋅電池跟鉛蓄電池一樣，在使用(放電)一段時間后就要充電，充電過程表示如下：陽極：2Ag2OH-2e- Ag2OH2O 陰極：Zn(OH)22e- Zn2OH- 放電 充電 總反應式：ZnAg2OH2O Zn(OH)22Ag一粒鈕扣電池的電壓達1.59 V，安裝在電子表里可使用兩年之久。4燃料電池：燃料電池是使燃料與氧化劑反應直接產(chǎn)生電流的一種原電池，所以燃料電池也是化學電源。它與其它電池不同，它不是把還原劑、氧化劑物質全部貯存在電池內，而是在工作時，不斷地從外界輸入，同時把電極反應產(chǎn)物不斷排

39、出電池。因此，燃料電池是名符其實地把能源中燃料燃燒反應的化學能直接轉化為電能的“能量轉換器”。燃料電池的正極和負極都用多孔炭和多孔鎳、鉑、鐵等制成。從負極連續(xù)通入氫氣、煤氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、甲烷等氣體；從正極連續(xù)通入氧氣或空氣。電解液可以用堿(如氫氧化鈉或氫氧化鉀等)把兩個電極隔開?；瘜W反應的最終產(chǎn)物和燃燒時的產(chǎn)物相同。燃料電池的特點是能量利用率高，設備輕便，減輕污染，能量轉換率可達70%以上。當前廣泛應用于空間技術的一種典型燃料電池就是氫氧燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領域。它的電極材料一般為活化電極，碳電極上嵌有微細分散的鉑等金屬作催化劑，如鉑電極、活性炭電極等，

40、具有很強的催化活性。電解質溶液一般為40%的KOH溶液。電極反應式為：負極 H22H 2H2OH-2 e-2H2O 正極 22H2O4 e-4OH-電池總反應式為：2H222H2O另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應式為：負極：CH410OH8e- 7H2O；正極：4H2O2O28e- 8OH-。電池總反應式為：CH42O22KOHK2CO33H2O目前已研制成功的鋁空氣燃料電池，它的優(yōu)點是：體積小、能量大、使用方便、不污染環(huán)境、耗能少。這種電池可代替汽油作為汽車的動力，還能用于收音機、照明電源、野營炊具、野外作業(yè)工具等。5鋰電

41、池：鋰電池是金屬鋰作負極，石墨作正極，無機溶劑亞硫酰氯(SO2Cl2)在炭極上發(fā)生還原反應。電解液是由四氯鋁化鋰(LiAlCl4)溶解于亞硫酰氯中組成。它的總反應是鋰與亞硫酰氯發(fā)生反應，生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。8Li3SO2Cl26LiClLi2SO32S鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質量的其它金屬作負極相比較，能在較小的體積和質量下能放出較多的電能，放電時電壓十分穩(wěn)定，貯存時間長，能在216.3344.1K溫度范圍內工作，使用壽命大大延長。鋰電池是一種高能電池，它具有質量輕、電壓高、工作效率高和貯存壽命長的優(yōu)點，因而已用于電腦、照相機、手表、心臟起博器上，以及作為火箭、導

42、彈等的動力資源。微型電池：常用于心臟起搏器和火箭的一種微型電池是鋰電池。這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在-56.771.1溫度范圍內正常工作。6海水電池1991年，我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池為能源的新型電池，用作海水標志燈已研制成功。 該電池以取之不盡的海水為電解質溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光，其能量比干電池高2050倍。負極材料是鋁，正極材料可以用石墨。電極反應式為：負極反應：Al3 e-Al3+， 正極反應：2H2OO24 e-4OH-。電池總反應式為：4Al3O26H2O4Al(OH)37溴鋅蓄電池國外新近研制的的基本構造是用碳棒作

43、兩極，溴化鋅溶液作電解液。電極反應式為：負極反應：Zn2e-Zn2+ 正極反應：Br22e-2Br-電池總反應式為：ZnBr2ZnBr2二、相關考題和練習例1（2000年全國高考理綜題）熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽 混合物作電解質，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650下工作的燃料電池，完成有關的電池反應式：陽極反應式：2CO+2CO32-4e-= 4CO2陰極反應式：_，電池總反應式：_。解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中O2為氧化劑，電池總反應式為：2CO+O2=2CO

44、2。用總反應式減去電池負極（即題目指的陽極）反應式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應式：O2+2CO2+4e-= 2CO32- 。例2（1999年全國高考化學題）氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根據(jù)此反應式判斷下列敘述中正確的是（ ）A電池放電時，電池負極周圍溶液的pH不斷增大 B電池放電時，鎳元素被氧化C電池充電時，氫元素被還原 D電池放電時，H2是負極解析：電池的充、放電互為相反的過程，放電時是原電池反應，充電時是電解池反應。根據(jù)氫鎳電池放電時的總反應式可知，電解質溶液只能是強堿性

45、溶液，不能是強酸性溶液，因為在強酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都會溶解。這樣可寫出負極反應式：H2+2OH-2e- = 2H2O，H2為負極，附近的pH應下降。放電時鎳元素由+3價變?yōu)?2價，被還原，充電時氫元素由+1價變?yōu)?價，被還原。故答案為C、D項。 例3有人設計出利用CH4和O2的反應，用鉑電極在KOH溶液中構成原電池。電池的總反應類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是（ ） 每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-負極上CH4失去電子，電極反應式CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O負極上是O2獲得電子，電極反應式為 O2+2H2O+4e-=4OH-電

46、池放電后，溶液PH不斷升高A. B. C. D.點撥：本題是考查原電池原理在燃料電池中的具體應用，首先要判斷出電池的正負極，其方法是確定在該電極上發(fā)生的是失電子還是得電子反應，若發(fā)生的是失電子反應是原電池的負極，反之是正極。CH4在鉑電極上發(fā)生類似于CH4在O2燃燒反應，即CH4 CO2嚴格講生成的CO2還與KOH反應生成K2CO3，化合價升高，失去電子，是電池的負極，電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，1molCH4參加反應有8mole-發(fā)生轉移，O2在正極上發(fā)生反應，獲得電子，電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-。雖然正極產(chǎn)生OH-，負極消耗OH-，但從總

47、反應CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH，所以電池放電時溶液的PH值不斷下降，故正確，錯誤。答案：A例4（2004年天津高考理綜題）下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 ( )Aa電極是負極 Bb電極的電極反應為：4OH-4e-= 2H2O+O2C氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置解析：分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知a極為負極，其電極反應為：2H2-4e-=4H+，b極為正極，其電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-，電池總反應式為：2H2+O2=2H2

48、O。H2為還原劑，O2為氧化劑，H2、O2不需全部儲藏在電池內。故答案為B項。例5（2004年江蘇高考化學題）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為： Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) = Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)下列說法錯誤的是（ ） A電池工作時，鋅失去電子 B電池正極的電極反應式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極 D外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質量理論上減小6.5g解析： 該電池的電解液為

49、KOH溶液，結合總反應式可寫出負極反應式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e- = Zn(OH)2(s)，用總反應式減去負極反應式，可得到正極反應式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq)。Zn為負極，失去電子，電子由負極通過外電路流向正極。1molZn失去2mol電子，外電路中每通過O.2mol電子，Zn的質量理論上減小6.5g。故答案為C項。第三節(jié)電解池一、教學目標：1理解電解原理，初步掌握一般電解反應產(chǎn)物的判斷方法2了解氯堿工業(yè)，電鍍，冶金的原理3掌握電解電極方程式的書寫。二、教學重點：電解原理及應用三、教學過程：我們知道化學能可以轉變?yōu)闊崮埽捶?/p>

50、應熱。化學能也能轉變?yōu)殡娔?，用原電池裝置。今天這節(jié)課我們就來學習電能如何轉化為化學能。第三節(jié)電解池一、電解原理講：首先我們來比較金屬導電和電解質導電的區(qū)別。 金屬電解質導電粒子導電狀態(tài)溫度影響導電實質電子定向移動過渡：電解質導電的實質是什么呢？一起看實驗。實驗：現(xiàn)象一極有氣泡，檢驗為氯氣；另一極有紅色的物質析出，分析為銅。講：要分析此現(xiàn)象我們得研究此裝置，首先看電極。1電極陽極與電源正極相連陰極與電源負極相連隋性電極只導電,不參與氧化還原反應(C/Pt/Au)活性電極既導電又參與氧化還原反應(Cu/Ag)問：通電前和通電時分別發(fā)生了怎樣的過程？通電前：CuCl2=Cu2+2Cl- H2O H+

51、OH-通電中：陽離子（Cu2+,H+）向陰極移動被還原；陰離子（Cl-,OH-）向陽極移動被氧化講：即在電極上分別發(fā)生了氧化還原反應，稱電極反應。2電極反應( 陽氧陰還 )陽極：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)陰極：Cu2+2e-=Cu(還原)總電極方程式：_放電：陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。3電解：電流(外加直流電)通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是自發(fā)的)的過程叫電解。講：所以電解質導電的實質便是電解電解池：借助電流引起氧化還原反應的裝置，即把電能轉化為化學能的裝置叫電解池或電解槽。問：構成電解池的條件是什么？電源、電極、電解質構成閉和回路。思考：電

52、解CuCl2水溶液為何陽極是Cl-放電而不是OH-放電，陰極放電的是Cu2+而不是H+ ？4離子的放電順序陰極：（陽離子在陰極上的放電順序(得e-)）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽極(1)是惰性電極時：陰離子在陽極上的放電順序（失e-）S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性電極時：電極本身溶解放電問：放電能力弱于H+和OH的物質在水溶液中放電嗎？ 否，但亞鐵離子濃度遠大于氫離子濃度時,亞鐵離子放電。問：電解水時為了增強水的導電性常常需加入氫氧化鈉或稀硫酸，為什么？可以加食鹽嗎？練習：電解碘化汞、硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。5電解規(guī)律：（1）電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實質上是電解水，電解水型。問：初中電解水時加硫酸或氫氧化鈉增強導電性，影響水的電解嗎