第四章《剖析物質(zhì)變化中的能量變化》.ppt

1、,第一節(jié) 物質(zhì)在溶解過程中有能量變化嗎？,第四章 剖析物質(zhì)變化中的能量變化,你到過黃果樹嗎？假如你站在那飛流直瀉的瀑布前，你一定會(huì)被這眼前的壯觀所吸引。為什么高處的水往下流，而低處的水不往上流呢？,這就是由于高處的水的勢(shì)能高，能量從高處自動(dòng)轉(zhuǎn)化到低處。那么，勢(shì)能變小了，減少的那部分能量到哪里去了呢？,是由于轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 在勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程中，減少的勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，能量轉(zhuǎn)化遵循能量守恒原理。,一、能量的守恒和轉(zhuǎn)化,世界是物質(zhì)的。物質(zhì)都在不斷地運(yùn)動(dòng)著,沒有不運(yùn)動(dòng)的物質(zhì),也沒有無物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的固有屬性,物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式又是多種多樣的,如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)等。,想一想： 有

2、沒有不運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)？ 有沒有無物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？,能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種度量,自然界一切物質(zhì)都具有能量。用釘子掛在墻壁的掛歷，當(dāng)釘子銹蝕后會(huì)掉在地上，是由于掛歷本身存在能量，如勢(shì)能，當(dāng)它掉下后一部分能量傳遞給地面，本身能量降低。,想一想：有沒有無能量的物質(zhì)？,能量具有各種不同的形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞的過程中，各種形式能量的總量保持不變。,那么，當(dāng)掛歷落下的過程中，總的能量會(huì)改變嗎？,回答是否定的。,這就是能量守恒定律,人在饑餓的時(shí)候會(huì)感到四肢無力，此時(shí)若補(bǔ)充食物，馬上有了力氣。這是由于食物中的能量傳遞給了人的緣故。 那么，食物的能量來自何方？ 來自

3、太陽。 太陽具有巨大的能量，它能引起一系列的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化。 地球上的一切生物能歸根到底來自太陽。,太陽能,植物(生物能),礦物燃料(煤、石油、天然氣),食物,燃料,熱能,動(dòng)能,光合作用,地殼運(yùn)動(dòng),食物中產(chǎn)生能量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是糖類、脂肪和蛋白質(zhì)，它們是人體所需能量的主要來源。 那么，相同質(zhì)量的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)三種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中，哪個(gè)提供的能量最高？,不難發(fā)現(xiàn)，相同質(zhì)量的脂肪提供的能量最高，故脂肪有高能量物質(zhì)之稱。,探究：物質(zhì)三態(tài)變化中的能量變化。,液態(tài)水怎樣變成氣態(tài)水？ 我們知道，將水加熱，液態(tài)水會(huì)變成氣態(tài)水。 表明水從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程中，從外界得到了能量。 則根據(jù)能量守恒定律可知，氣

4、態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高。 同理，液態(tài)水的能量比固態(tài)水的能量高。,探究：物質(zhì)三態(tài)變化中的能量變化。,能量從高轉(zhuǎn)化到低時(shí)，總有能量放出。 能量從低轉(zhuǎn)化到高時(shí)，總要吸收能量。 物質(zhì)的三態(tài)能量轉(zhuǎn)化如下：,吸收能量,放出能量,吸收能量,放出能量,日常生活中，人們運(yùn)用這一變化規(guī)律調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度，營(yíng)造舒適的居住環(huán)境。工業(yè)生產(chǎn)中，運(yùn)用這一規(guī)律制造熱交換器，用于對(duì)原料的預(yù)熱或產(chǎn)品的降溫。,二、溶解的過程和溶解熱現(xiàn)象,想一想：什么是溶液？溶液有何特征？ 溶液是由一種或幾種物質(zhì)（溶質(zhì)）分散到另一種物質(zhì)（溶劑）中，形成的均勻、透明和穩(wěn)定的混合物。 溶液不同于一般的混合物，它是均勻、透明和穩(wěn)定的。 所謂均勻是指溶液

5、中的溶質(zhì)的分散程度很高，達(dá)到分子（或離子）水平。,1、物質(zhì)的溶解過程,探究：物質(zhì)的溶解過程,溶質(zhì)是如何分散到溶劑中，又如何形成均勻、穩(wěn)定的混合物呢？ 實(shí)驗(yàn)：將一小粒高錳酸鉀晶體輕輕地放入盛有水的燒杯中，觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象：在水中放入紫黑色的高錳酸鉀晶體后，可以清楚地看到，晶體外邊的高錳酸鉀擴(kuò)散到水中，水中的紫紅色范圍逐漸擴(kuò)大，最后變成均勻的紫紅色溶液。,探究：物質(zhì)的溶解過程,原因：高錳酸鉀晶體表面的微粒在水分子的作用下，不斷被“水”分子拖入水中，電離成無色的鉀離子和紫紅色的高錳酸根離子。 這兩種離子又在水分子作用下，克服離子間的引力，逐漸向水中擴(kuò)散，分布于整個(gè)溶液中，因而使溶液變成了紫紅色。 K

6、MnO4 K+ + MnO4-,想一想：物質(zhì)溶解時(shí)是否只存在溶質(zhì)的擴(kuò)散過程？ 物質(zhì)的擴(kuò)散過程是在水分子作用下，溶質(zhì)分子或離子向水中分散。擴(kuò)散時(shí)必須克服微粒間的作用，這部分能量來自水。 水分子提供能量后，自身能量必然降低，溫度降低。 故物質(zhì)擴(kuò)散應(yīng)該是一個(gè)吸熱過程。 如果要知道物質(zhì)溶解時(shí)是否只存在溶質(zhì)的擴(kuò)散過程，只要將不同的物質(zhì)溶解于水，測(cè)定水溫的變化，如果所有溶解過程都是水溫降低，則溶解時(shí)才可能只存在溶質(zhì)的擴(kuò)散過程。反之，一定還存在其他過程。,2、溶解過程中的能量變化,物質(zhì)溶解于水時(shí)水溫并不都是降低 如水中溶入氯化銨后，水溫降低 水中溶入氫氧化鈉后，水溫升高 水中溶入氯化鈉時(shí)，水溫相差不大,顯然

7、，物質(zhì)溶解時(shí)，不僅存在擴(kuò)散過程，還存在著其他過程。 由于物質(zhì)溶解后，溶液中還存在大量的水分子，以及物質(zhì)溶解后的微粒（離子和分子），這些微粒也可以與水分子結(jié)合，同時(shí)釋放出能量，導(dǎo)致水溫升高。,溶解過程,擴(kuò)散,化學(xué)過程,物理過程,放熱,吸熱,水合,小結(jié),物質(zhì)的溶解通常有兩個(gè)過程:一個(gè)是溶質(zhì)的分子或離子在水分子作用下向水中擴(kuò)散,在這個(gè)過程中,溶質(zhì)分子或離子要克服分子或離子之間的引力,需要向外界吸收熱量,是物理過程;另一個(gè)是溶質(zhì)分子或離子和水分子結(jié)合成水合分子或水合離子的過程,這一過程放出熱量,是化學(xué)過程.,由于物質(zhì)溶解時(shí)不可能溶質(zhì)的分子或離子擴(kuò)散時(shí)吸收的能量完全等于溶質(zhì)的分子或離子水合時(shí)放出的熱量,

8、故不可能有哪種物質(zhì)溶解時(shí)溫度不發(fā)生變化. 問:氯化鈉溶液中存在哪些微粒? 氯化鈉溶液中存在鈉離子、氯離子、水合鈉離子 、水合氯離子 、水分子。 中學(xué)中常見的溶解時(shí)放熱的物質(zhì)有NaOH、濃H2SO4 CaO等,溶解時(shí)吸熱的物質(zhì)有NH4Cl、KNO3、NH4NO3等，溶解時(shí)熱量變化不明顯的物質(zhì)有NaCl等,三、溶解與結(jié)晶,在學(xué)習(xí)海水曬鹽時(shí)我們知道，將海水照曬后，食鹽會(huì)從溶液中析出。這是為什么呢？ 將海水照曬后，隨著水分的蒸發(fā)，溶液的濃度增大，溶液中離子碰撞的機(jī)會(huì)增加，當(dāng)鈉離子與氯離子相遇后結(jié)合成氯化鈉，隨著水的蒸發(fā)，生成的氯化鈉不斷地從海水中析出。 使晶態(tài)溶質(zhì)從溶液中析出的過程叫結(jié)晶。,物質(zhì)溶解后

9、，溶質(zhì)分子或離子克服微粒間的引力，離開晶體表面進(jìn)入溶液中。同樣，溶液中的溶質(zhì)分子或離子也會(huì)碰撞到固體表面，被固體表面的微粒吸引，不斷地在晶體表面聚集成晶體。,只是開始時(shí)析出的晶體量小于溶解的溶質(zhì)的量，故表現(xiàn)為溶解。,當(dāng)溶質(zhì)開始溶解時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)從固體溶質(zhì)表面擴(kuò)散到溶劑里的溶質(zhì)微粒數(shù)目，比回到固體表面的溶質(zhì)微粒數(shù)目多， 即V（溶解） V （結(jié)晶） 此時(shí)，從表面上看，固體溶質(zhì)在不斷地溶解（減少）,隨著溶液里溶質(zhì)微粒的逐漸增加，由溶液里回到固體溶質(zhì)表面的微粒數(shù)也隨之增加，溶質(zhì)結(jié)晶的量逐漸增加。 當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散到溶液里的溶質(zhì)微粒數(shù)目，與回到固體溶質(zhì)表面的溶質(zhì)微粒數(shù)目相等時(shí)， 即V（溶解）= V （

10、結(jié)晶） 此時(shí)，從表面上看，固體溶質(zhì)不再減少，也不再增加。,當(dāng)固體溶質(zhì)不再減少，也不再增加時(shí)，稱溶解平衡。達(dá)到溶解平衡的溶液是飽和溶液。,使溶液中析出晶體的方法主要有： 蒸發(fā)溶劑和改變溫度。,想一想： 使溶液中析出晶體可采取哪些方法？,隨著溫度的變化而溶解度不大的物質(zhì)，一般用蒸發(fā)溶劑的方法從溶液中提取。 溶解度的變化隨溫度變化較大的固體溶質(zhì)，一般采用改變溫度的方法來使溶液中的溶質(zhì)析出。,KAl(SO4)212H2O,CuSO45H2O,思考題（1）,硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無水硫酸銅是物理變化還是化學(xué)變化？還是兩者皆有之？ 解析： 物理變化和化學(xué)變化的最大區(qū)別是有沒有新的物質(zhì)生成。硫酸銅晶體和無水硫酸銅

11、的化學(xué)式不同，結(jié)構(gòu)肯定也不同，屬于不同物質(zhì)，故由硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無水硫酸銅的過程中有新的物質(zhì)生成，主要是化學(xué)變化，由于顏色和外形同時(shí)也發(fā)生了變化，所以也是物理變化。,思考題（2）,硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無水硫酸銅與無水硫酸銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅晶體是否是可逆反應(yīng)？ 解析： 可逆反應(yīng)是在相同條件下，向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的反應(yīng)。硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無水硫酸銅時(shí)需要加熱，而無水硫酸銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅晶體時(shí)不需要加熱，兩個(gè)過程條件不同，故不是可逆反應(yīng)。,思考題（3）,硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無水硫酸銅是風(fēng)化嗎？ 濃硫酸吸收空氣中的水蒸氣后變稀是潮解嗎？ 解析： 風(fēng)化是指在室溫下和干燥的空氣中會(huì)失去一部分或全部結(jié)晶水的現(xiàn)象。 硫酸銅晶

12、體轉(zhuǎn)化為無水硫酸銅不是在室溫下和干燥的空氣中進(jìn)行的，而是在加熱條件下進(jìn)行的，故這一過程不是風(fēng)化。 潮解是指晶體吸收空氣中的水蒸氣，在晶體表面逐漸形成溶液的現(xiàn)象。 濃硫酸不是晶體，故吸收空氣中的水蒸氣后變稀不是潮解。,第二節(jié) 化學(xué)變化中的能量變化,第四章 剖析物質(zhì)變化中的能量變化,一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng),化學(xué)反應(yīng)時(shí)所放出或吸收的熱量，叫作反應(yīng)的熱效應(yīng)。,化學(xué)反應(yīng)中有熱量放出的反應(yīng)，叫做放熱反應(yīng)。,化學(xué)反應(yīng)中需要吸收熱量的反應(yīng)，叫做吸熱反應(yīng)。,想一想：據(jù)你所知，哪些化學(xué)反應(yīng)有熱量放出？,我們平時(shí)用煤氣燒飯，表明煤氣燃燒是放熱反應(yīng)。,有時(shí)，我們看到建筑工人將生石灰投入水中，水會(huì)沸騰，表明生石灰與水的

13、反應(yīng)也是放熱反應(yīng)。,CaO + H2O Ca(OH)2 + Q,化學(xué)反應(yīng)是否都是放熱反應(yīng)？,想一想：在一個(gè)燒得很旺的煤爐上潑灑少量水， 有什么現(xiàn)象？ 如果潑灑大量水，又會(huì)有什么現(xiàn)象？,推測(cè)：燒得很旺的煤爐上潑灑一些水，火焰更旺。 如果潑灑大量水，煤爐就會(huì)熄滅。這是什么原因？,紅熱的煤炭上潑灑了水以后，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：,我們知道，煤在空氣中燃燒是一個(gè)放熱反應(yīng)，鼓入的空氣越多，放出的熱量越大，爐溫升得越高。,如果上述反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，那就會(huì)象煤在空氣中燃燒一樣，水潑得越多，爐溫升得越高，煤爐不會(huì)熄滅。但上述與事實(shí)相反，故上述反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)。,那為什么潑上少量水以后火焰會(huì)更旺呢？潑的水的量越少，

14、反應(yīng)吸收的熱量越少，爐溫降的很少，沒有降到煤炭、一氧化碳、氫氣的著火點(diǎn)以下，而產(chǎn)生的一氧化碳和氫氣則燃燒起來，由于氣體一般比固體更易燃燒，故看到火焰更旺。,結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)既有放出熱量的反應(yīng)，也有吸收熱量的反應(yīng)。,石灰窯廠燒制石灰，消耗大量的熱能，表明該反應(yīng)也是吸熱反應(yīng)。,吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)最大的區(qū)別是什么？,放熱反應(yīng)發(fā)生后，只要不斷補(bǔ)充反應(yīng)物，反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行下去；而吸熱反應(yīng)只補(bǔ)充反應(yīng)物，不維持反應(yīng)條件，反應(yīng)就會(huì)停下來。,因此，當(dāng)反應(yīng)開始后，放熱反應(yīng)能自發(fā)地進(jìn)行下去，而吸熱反應(yīng)不能自發(fā)地進(jìn)行下去。,那么，化學(xué)上如何區(qū)別吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)呢？,中學(xué)化學(xué)中，用“Q”表示熱量的符號(hào)，熱量的單位常用千焦

15、“kJ”. 放出熱量的反應(yīng)，在反應(yīng)式右邊用“+Q”表示； 吸收熱量的反應(yīng)，在反應(yīng)式右邊用“-Q”表示。,化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),放熱反應(yīng),要吸收熱量,有熱量放出,-Q,+Q,吸熱反應(yīng),是否所有反應(yīng)的熱效應(yīng)都能明顯地感受到呢？,實(shí)驗(yàn)：鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng),想一想： 如果不做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你能否判斷中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？,一般來說，吸熱反應(yīng)是不能自發(fā)地進(jìn)行下去的，而放熱反應(yīng)是能自發(fā)地進(jìn)行下去的。,中和反應(yīng)能自發(fā)地進(jìn)行下去，且反應(yīng)程度很大，是一個(gè)放熱反應(yīng)。,為什么有的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，有的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？,化學(xué)反應(yīng)中有的放熱，有的吸熱。 由物質(zhì)三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化推測(cè)，化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)物與生成物的

16、內(nèi)能（稱化學(xué)能）不同，是導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)中有能量變化的根本原因。,怎樣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)？怎樣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？,反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，發(fā)生反應(yīng)時(shí)有能量釋放出來，是放熱反應(yīng)。 反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，發(fā)生反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，是吸熱反應(yīng)。,化學(xué)反應(yīng)的過程，是儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等釋放出來，或者是熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量而被儲(chǔ)存起來的過程。,那么，能量高的物質(zhì)穩(wěn)定，還是能量低的物質(zhì)穩(wěn)定？,我們知道，液態(tài)水比水蒸氣穩(wěn)定，但液態(tài)水的能量卻比水蒸氣低，由此可知，物質(zhì)的能量越高越不穩(wěn)定，越低越穩(wěn)定。,顯然，放熱反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量高

17、，不穩(wěn)定，生成物的總能量低，較穩(wěn)定，放熱反應(yīng)是物質(zhì)從不穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的過程。 由此進(jìn)一步可推測(cè)，放熱反應(yīng)中，放出的能量越多，反應(yīng)越容易，生成物越穩(wěn)定。,二、熱化學(xué)方程式,試比較以下兩個(gè)方程式的不同點(diǎn)：,C(s)+O2(g)CO2(g)+393.5kJ,探究：熱化學(xué)方程式的意義,已知如下熱化學(xué)方程式：,2H2(s)+O2(g) 2H2O (l)+571.6kJ,你從中可得到哪些結(jié)論？,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？,熱化學(xué)方程式中的系數(shù)能否用分?jǐn)?shù)表示，為什么？,是否無論氫氣多少，燃燒時(shí)都產(chǎn)生那么多的熱量？,如果一定量的氫氣燃燒后，產(chǎn)物是氣態(tài)水，產(chǎn)生的熱量相同嗎？,表示化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化

18、學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。,熱化學(xué)方程式與一般化學(xué)方程式的區(qū)別：,熱化學(xué)方程式一般不用注明反應(yīng)條件。,熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的系數(shù)代表該物質(zhì)的物質(zhì)的量，反應(yīng)熱的大小要與系數(shù)相對(duì)應(yīng)；,熱化學(xué)方程式要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；,熱化學(xué)方程式中要注明“+”或“-”號(hào)及熱量的數(shù)值和單位；,根據(jù)熱化學(xué)方程式的計(jì)算,計(jì)算的理論依據(jù)：熱化學(xué)方程式中的系數(shù)就是表示反應(yīng)中該物質(zhì)的物質(zhì)的量。,甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式如下：,CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O(l) +890.3kJ,求在標(biāo)準(zhǔn)狀況下燃燒1m3甲烷所放出的熱量,1mol可燃物充分燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)的反應(yīng)熱稱為燃燒熱.,解:設(shè)放出的

19、熱量為Q,則:,答：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，燃燒1m3甲烷放出 39745 kJ的熱。,=39745 kJ,1m31000L/m3,22.4L/mol, 890.3kJ/mol,根據(jù)如下熱化學(xué)方程式：,求1mol 水由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)的熱量變化。,2H2(g) + O2(g)2H2O(l) +571.6kJ ,H2(g) +1/2 O2(g)H2O(g) +241.8kJ ,解：,式除以2減去式，可得,0H2O(l)-H2O(g) +285.8kJ-241.8kJ,H2O(g) H2O(l)+44kJ,則1mol水由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)將放出44kJ的熱量,三、燃料的充分利用,使燃料充分利用，要考慮： 1、燃

20、料的充分燃燒 2、熱能的充分利用,若空氣不足，則燃燒不完全浪費(fèi)，污染 若空氣太足，則要帶走熱量熱量損失,通入空氣的量：,燃料的形態(tài)：,固、液與空氣接觸面有限，燃燒不完全，故要增加與空氣的接觸面，就要把固體燃料粉碎，把液體燃料噴成霧狀。,熱值,水煤氣,熱交換,能源,利用率,標(biāo)準(zhǔn)煤,化學(xué)能與化學(xué)電源,化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽€可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊?把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，我們稱為化學(xué)電源，習(xí)慣上稱為電池。,化學(xué)電源,原電池,蓄電池,燃料電池,一、原電池的原理,將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？, 將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？,思考與討論,若將Zn片,Cu片用

21、一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？,將一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？,導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？,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？,原電池演示,化學(xué)能,轉(zhuǎn)變?yōu)?的,裝置,就叫,原電池。,把,電能,1、什么是原電池？,2.構(gòu)成原電池的條件是什么？,(1)有兩個(gè)相連的電極 導(dǎo)體； 相連的形式可以多種多樣的； 電極材料可以多種多樣。 兩種活潑性不同的金屬。 一種金屬與一種非金屬（如石墨）。 也可以兩電極都是其它材料。,哪種是負(fù)極？,電極本身都參與反應(yīng)嗎？,哪個(gè)是負(fù)極？,電極本身參與反應(yīng)嗎？,哪個(gè)是

22、負(fù)極？,電極本身一定參與反應(yīng)嗎？,(3)在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。,（必定是放熱反應(yīng)）,正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路,(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽）,把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。,閉合電路,電極相連,接觸電解質(zhì)溶液,自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分兩處進(jìn)行,3、簡(jiǎn)單原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？,負(fù)極（）：,電 子,電 流,是不活潑金屬或非金屬，,正極（+）：,是活潑金屬，,本身失去電子，,發(fā)生氧化反應(yīng)。,進(jìn)電子 ，,本身不反應(yīng)，,得電子發(fā)生還原反應(yīng)。,是溶液中的陽離子,要用到金屬活動(dòng)性順序表：,注意：,K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,

23、Hg,Ag,Pt,Au,活潑性，還原性依次 減弱。,4、原電池的工作原理是什么？,氧化反應(yīng),Zn-2e=Zn2+,銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液,失去e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生,還原反應(yīng),2H+2e =H2,陰離子,陽離子,總反應(yīng)：,負(fù)極,正極,2H+2e =H2,Zn-2e =Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,（離子方程式）,（化學(xué)方程式）,電極反應(yīng),正極：,負(fù)極：,（氧化反應(yīng)）,（還原反應(yīng)）,陽離子,正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進(jìn)行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計(jì)算。,原電池反應(yīng)跟直接反應(yīng)差別： 反應(yīng)速率加快；一般只有一個(gè)電極直接參加反應(yīng)。,原電池的工

24、作原理是將氧化還原反應(yīng)分在正（還原）、負(fù)（氧化）兩極進(jìn)行，負(fù)極上失去的電子流入正極，從而產(chǎn)生電流。,明確以下幾點(diǎn),利用原電池原理 可制作各種電池，如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池。,練習(xí),判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.,(),(),(),2H+2eH2,負(fù)極：,總反應(yīng)：,正極：,Zn2eZn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,正極：,負(fù)極：,總反應(yīng)：,Zn2e Zn2+,2H+2e H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e Fe2+,Cu2+2e Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,

25、Fe+CuSO4Cu+FeSO4,(),(),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,Zn2e-Zn2+,Cu2+2e-Cu,Zn+Cu2+Zn2+Cu,或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,(),(),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,Fe2e Fe2+,2H+2eH2,Fe+2H+ Fe2+H2,或 Fe+H2SO4FeSO4+H2,2.如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（ ）,D,A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定； B. 保持平衡狀態(tài)； C. 鐵圈向下傾斜； D. 銀圈向下傾斜；,5.原電池的應(yīng)用,(1)制作干電池、

26、蓄電池、高能電池等。,干電池的工作原理,負(fù)極: Zn-2eZn2+ （鋅筒） 正極：2NH4+ + 2e 2NH3 + H2 H2 + 2MnO2 Mn2O3 + H2O （石墨棒） 電解質(zhì)溶液：氯化銨、氯化鋅、少量淀粉和水調(diào)成糊狀 總反應(yīng)的離子方程式： Zn+2NH4+Zn2+2NH3+H2 總反應(yīng)的化學(xué)方程式： Zn+2MnO2+2NH4ClMn2O3+Zn(NH3)2Cl2+H2O,干電池又叫鋅錳電池，屬于一次電池,常見實(shí)用電池,Zn+2MnO2+H2OMnO(OH) + ZnO,堿性鋅錳電池,紐扣電池（銀鋅電池）,Zn+Ag2O 2Ag + ZnO,鋰電池 鋰電池分為一次電池和二次電池

27、兩類，目前在照相機(jī)等耗電量較低的電子產(chǎn)品中主要使用不可充電的一次鋰電池，而在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)及筆記本電腦等耗電量較大的電子產(chǎn)品中則使用可充放電的二次鋰電池，即鋰離子電池。,負(fù)極: Pb + SO42- -2e PbSO4 正極：PbO2 +4H+SO42-+2e PbSO4+2H2O 總反應(yīng)的化學(xué)方程式： Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,二 次 電 池,鉛蓄電池,新型電源燃料電池,負(fù)極: 2H2 + 4OH- -4e4H2O 正極：O2 + 2H2O +4e 4OH- 總反應(yīng)式： 2H2 + O2 2H2O,氫氧燃料電池,(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。,例1：,下列敘述中

28、，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是,C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；,A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；,B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；,D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；,（C）,比較反應(yīng)速率,例2 ：,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,粗鋅和 1mol/L 硫酸；,B.,A.,純鋅和1mol/L 硫酸；,純鋅和18 mol/L 硫酸；,C.,粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,比較金屬腐蝕的快慢,例3：,下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,(2),(1),(3),(4),例4：,下列裝置中四塊相

29、同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速 率由慢到快的順序是,(4),(2),(1),(3),判斷溶液pH值變化,、,例5：,在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到 0.168L氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的H+為 （溶液體積變化忽略不計(jì)）,0.2,解得：,y 0.015 (mol),x 0.015 (mol),0.175(mol/L ),答：流過導(dǎo)線的電子為0.015mol,溶液的H+為0.175mol/L。,0.015,根據(jù)電極反應(yīng)：,正極：,負(fù)極：,Zn2eZn2+,2H+2e H2,得：,2 2 22.4,

30、x y 0.168,解：,0.1250.22,c(H+)余,2H+ 2eH2,0.175mol/L,0.015,問題討論,(1).,(2).,金屬的腐蝕和防護(hù),判斷下列裝置是否為原電池？若是， 指出電極名稱并寫出電極反應(yīng)式。,若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的FeC合金棒，插在HCl里，則是否構(gòu)成了原電池？若是，電極反應(yīng)是什么？長(zhǎng)期放置，鐵棒表面會(huì)有什么變化？,(4)鋼鐵腐蝕的本質(zhì)是什么？什么是鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕？為什么常以后者為主？,(5)生產(chǎn)上常采取哪些金屬防腐措施？,(3)鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？,鋼

31、鐵表面形成的微小原電池示意圖,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖,知識(shí)總結(jié),1、,2、,金屬陽離子,失e-,氧化反應(yīng),金屬腐蝕的類型,化學(xué)腐蝕,電化腐蝕,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,（常見普遍）,.,金屬腐蝕,金屬原子,金屬腐蝕的本質(zhì)：,3、,金屬腐蝕：,是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化還原）而腐蝕損耗的過程。,4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2O3 nH2O,（鐵銹）,通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,電極反應(yīng),負(fù)極Fe(-),Fe-2e=Fe2+,2Fe-4e=2Fe2+,正極C(+),2H+2e=H2,O2+2H2O+4e=4OH-,總反應(yīng):,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,聯(lián)系,鋼鐵腐蝕的防護(hù)：,例6：,改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。,A.,C.,銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；,B.,D.,它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；,2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間