第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用2高一化學(xué)必修二課件

交流·研討

1、到目前為止，你已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些化學(xué)反應(yīng)？你對(duì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、規(guī)律有了哪些了解？我們學(xué)習(xí)了具有代表性的金屬和非金屬元素單質(zhì)及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，了解了這些物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)。知道了化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是舊化學(xué)鍵的斷裂、新化學(xué)鍵的生成,既有物質(zhì)的變化也有能量的變化。

2、化學(xué)反應(yīng)與人們的日常生活和化工生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系。請(qǐng)你舉例說明，在日常生活中和化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)有哪些應(yīng)用？化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化被應(yīng)用在新物質(zhì)的合成、新材料的研制上，能量的變化被應(yīng)用在新能源的開發(fā)和利用等方面。第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用

【思考】一種新物質(zhì)是怎樣利用化學(xué)反應(yīng)制備出來的呢？

應(yīng)該根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)原理，合適的儀器和藥品；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)安全可靠的實(shí)驗(yàn)裝置。如果是工業(yè)生產(chǎn)，還需考慮原料的用量、價(jià)格以及設(shè)備的承受能力等；實(shí)驗(yàn)室中制備物質(zhì)還要考慮切實(shí)可行和簡單易行。一、利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)【思考】回憶氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

【活動(dòng)?探究】分析以下四個(gè)制取氯氣的反應(yīng)原理:（1）從氧化-還原反應(yīng)知識(shí)的角度分析，有什么共同之處？（2）你認(rèn)為哪個(gè)反應(yīng)原理適合工業(yè)生產(chǎn)，哪些反應(yīng)原理可以用在實(shí)驗(yàn)室中？①②③④

KClO3+5HCl（濃）＝KCl+3Cl2↑+3H2O△MnO2+4HCl(濃)＝MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(濃)＝2MnCl2+8KCl+2Cl2↑+5H2O2NaCl+2H2O＝2NaOH+H2↑+Cl2↑通電氯氣的工業(yè)制備工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑

化學(xué)方程式：MnO2+4HCl（濃）

=MnCl2+2H2O+Cl2↑離子方程式：得2e-失2×e-MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2↑△1.二氧化錳為難溶于水的黑色固體。2.稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)。3.此反應(yīng)必須加熱。注意（一）反應(yīng)原理發(fā)生裝置思考1、一套完整的氣體制備裝置應(yīng)包括哪幾個(gè)部分？（二）實(shí)驗(yàn)裝置

凈化裝置收集裝置尾氣的處理裝置1、根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件為思路選用氣體的發(fā)生裝置。2、根據(jù)雜質(zhì)氣體的性質(zhì)選擇凈化裝置。3、根據(jù)氣體的水溶性和對(duì)空氣的相對(duì)密度選用收集裝置。4、尾氣有毒或污染空氣，不能直接排空，需要尾氣處理。思考2、實(shí)驗(yàn)室制備氣體裝置的選擇依據(jù)是什么？【思考、討論】回憶實(shí)驗(yàn)室制取氫氣、二氧化碳、氧氣、氨氣時(shí)所用的發(fā)生裝置和收集方法，比較得出在氣體發(fā)生裝置和收集方法的選取上遵循的一般原則。物質(zhì)發(fā)生裝置收集裝置氫氣二氧化碳氧氣氨氣四種氣體制取對(duì)比固—液不加熱型向下排空氣法、排水法固—液不加熱型向上排空氣法固—固加熱型固—液不加熱型排水法固—固加熱型向下排空氣法固體反應(yīng)物加熱制氣體固體和液體混合制氣體（不加熱）有固、液體混合加熱反應(yīng)制氣體三種類型氣體發(fā)生裝置1.發(fā)生裝置固+液(加熱)型有關(guān)儀器的名稱:鐵架臺(tái)(帶鐵圈鐵夾)、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒瓶、雙孔塞、分液漏斗、玻璃導(dǎo)管。裝配原則：自下而上思考：1、本實(shí)驗(yàn)裝置有何不足？如何改進(jìn)？2、制取氯氣的過程中可能產(chǎn)生哪些雜質(zhì)氣體，如何除去？ACB凈化裝置固態(tài)試劑液態(tài)試劑2.凈化裝置裝配原則:先洗氣后干燥、氣體是長進(jìn)短出。飽和食鹽水選用飽和食鹽水吸收氯氣中混有的氯化氫氣體;選用濃硫酸干燥氯氣。濃硫酸收集比空氣重的氣體例如：氧氣、氯氣收集難溶或微溶于水的氣體例如：氧氣、氫氣、一氧化碳收集比空氣輕的氣體例如：氫氣、氨氣氣體收集裝置3.氣體收集和尾氣處理裝置1、氯氣比空氣重且能溶于水，應(yīng)用什么方法收集？

向上排空氣法收集，還可以用排飽和食鹽水法收集。2、氯氣有毒，不能排放到空氣中，應(yīng)如何處理？常見尾氣的處理方法ABC氯氣微溶于水且比空氣重,故用向上排空氣法收集。氯氣有毒,污染空氣,故用濃氫氧化鈉溶液吸收。集氣瓶NaOH溶液氯氣收集過程的動(dòng)畫【討論并回答】根據(jù)以上信息，選擇哪些實(shí)驗(yàn)儀器組裝成制取氯氣的發(fā)生和收集裝置較為合適？可以采用:儀器有：鐵架臺(tái)、酒精燈、燒瓶、分液漏斗、導(dǎo)氣管、集氣瓶等。固—液混合加熱制氣裝置，向上排空氣法。實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置圖實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的演示操作步驟及注意事項(xiàng)

1、實(shí)驗(yàn)前先檢查裝置氣密性；

2、從分液漏斗中慢慢向燒瓶中注入濃鹽酸，再緩緩加熱。（？？）

3、多余的氯氣要用NaOH溶液吸收。

4、通過觀察顏色變化停止加熱。

5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)先撤導(dǎo)管后撤酒精燈?！拘〗Y(jié)】填寫探究報(bào)告試劑與原理裝置發(fā)生裝置：收集裝置：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象濃鹽酸、二氧化錳固體固—液混合加熱制氣體裝置有黃綠色的氣體產(chǎn)生MnO2+4HCl(濃)＝MnCl2+Cl2↑+2H2O△向上排空氣法收集制備物質(zhì)的一般思路【思考、討論、小結(jié)】請(qǐng)同學(xué)們回味“探究氯氣的制取”過程，體會(huì)物質(zhì)制備的一般思路：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)原理及發(fā)生裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)符合科學(xué)性、安全性、可行性、簡約性等。知識(shí)要點(diǎn)1.實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的原理(裝置圖)。2.凈化氯氣的原理和組裝方法。3.氯氣的收集方法和驗(yàn)滿方法。4.尾氣處理方法和裝置。請(qǐng)思考圖示的裝置都有哪些用途？實(shí)驗(yàn)探究：一瓶多用1.從A口進(jìn)氣，從B口排出瓶內(nèi)的空氣，可收集O2、Cl2等比空氣重的氣體2.從B口進(jìn)氣，從A口排出瓶內(nèi)的空氣，可收集H2、NH3等比空氣輕的氣體。3.在瓶內(nèi)充滿水，從B口進(jìn)氣，將瓶內(nèi)水從A口壓出，可作為排水取氣裝置。4.在瓶內(nèi)加入適量液態(tài)凈化劑，從A口進(jìn)氣，B口出氣，可作為氣體凈化裝置。5.瓶內(nèi)加入適量濃硫酸，從A口進(jìn)氣，B口出氣，可作為氣體干燥裝置。答案洗氣瓶和排水測量氣體體積裝置

洗氣瓶排水測量氣體體積二、化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量交流·研討1、你知道即熱飯盒的原理嗎？2、鐵路工人經(jīng)常用利用鋁熱劑來焊接鐵軌，你能解釋其中的原因嗎？

在化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)中的化學(xué)能變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，即化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電池的廣泛應(yīng)用那么，物質(zhì)變化中的化學(xué)能在什么條件下轉(zhuǎn)化為電能呢？

氫氧燃料電池(電極材料為多孔鎳)

普通干電池１８６０年雷克蘭士

⑴將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？⑵將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？演示討論探究⑷若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？⑶將一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？⑸導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？⑹用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向，確定Zn片,Cu片的正負(fù)極是怎樣的？1、

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為的裝置就叫原電池。把電能什么是原電池？一、原電池原電池1、定義：這種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置稱為原電池。2、原電池工作原理較活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金屬（負(fù)極）通過外電路流向較不活潑的金屬（正極）

。實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實(shí)驗(yàn)（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件第三組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）原電池的工作原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)。電子流向：負(fù)極正極導(dǎo)線③兩極相連形成閉合電路組成原電池的條件①有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中1.銅片上的氣體是什么？

2.氫元素原來以什么形式存在？3.從電子得失的角度分析，H+如何轉(zhuǎn)變成氫氣？思考：

1.電子從何而來？2.H＋為何不直接在鋅片上得電子而在銅片上得電子？討論：實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象結(jié)論或解釋

電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)導(dǎo)線中有電流通過測干電池時(shí)，電流計(jì)指針偏向極方向測銅鋅原電池時(shí)，電流計(jì)指針偏向片方向鋅片為負(fù)極銅片為正極

正銅ZnCuZnCuABCDEF√下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？自己動(dòng)手做一做。√G√水果未構(gòu)成閉合回路負(fù)極（鋅片）：

Zn－2e-=Zn2+負(fù)極（鋅片）：

Zn－2e-=Zn2+正極（石墨）：

2H++2e-=H2↑正極（銅片）：

Cu2++2e-=Cu原電池的工作原理

練習(xí)與提高1909年愛迪生發(fā)明了鎳鐵堿性電池,其化學(xué)反應(yīng)原理如下:Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2,請(qǐng)判斷負(fù)極和正極,電解質(zhì)溶液是什么?嘗試寫出電極反應(yīng)。

(－)Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2

(+)NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-

負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑HCl2H++2e-＝H2↑負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4請(qǐng)將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Fe比Fe不活潑的金屬或石墨CuSO4

、CuCl2等設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：利用上述原理可制成多種電池，電池的種類有哪些？電池干電池（一次電池）:鋅錳干電池蓄電池（二次電池）燃料電池鉛蓄電池鎳氫電池鋰電池X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?/p>

A．X＞Y＞ZB．X＞Z＞YC．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞XC．Y＞X＞Z練一練化學(xué)能與光能的相互轉(zhuǎn)化化學(xué)能燃燒光合作用光能如：光化學(xué)電池太陽能分解水制氫氣熱能電能光能……化學(xué)反應(yīng)提供能源

負(fù)極:還原劑-ne-→氧化產(chǎn)物（氧化反應(yīng))

正極:氧化劑+ne-→還原產(chǎn)物(還原反應(yīng))

還原劑失去的電子流向正極，形成定向移動(dòng)的電子流，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)被分