《化学反应与能量变化》化学反应与能量PPT(第2课时化学反应与电能)
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高中化学人教版(2019)必修第二册课件：第六章第一节 第2课时 化学反应与电能
②在下列方框中画出装置图并标明电极材料与电极名称、 电解质溶液、电子流向。
答：如图所示
③若导线上通过电子1 mol，则正极质量增加___1_0_8__g。 【解析】(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电 池，B是自发进行的氧化还原反应。(2)根据总反应式Cu ＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材 料是Cu，正极材料应是比铜活动性弱的金属或导电的非 金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶 液；由Ag＋＋e－===Ag知导线上通过1 mol电子时生成 1 mol Ag，质量为108 g。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)原电池是一种将电能转化为化学能的装置。 (
)×
(2)原电池负极失去电子发生氧化反应。
(
)
(3)用导线连接的铜片和锌片插入稀硫酸中，锌片上有大量
气泡产生。
( ×)
(4)手机上用的锂离子电池属于二次电池。
( √)
(5)甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，发生还原反
2．充电电池——二次电池 特点：在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以 __逆__向____进行，使电池恢复到放电前的状态。
3．燃料电池 (1)定义：一种将___燃__料____(如氢气、甲烷、乙醇)和 ___氧__化__剂____(如氧气)的___化__学____能直接转化为___电____能 的电化学反应装置。 (2)与其他电池的区别：由外部装备提供___燃__料____和 ___氧__化__剂____等。 (3)优点：具有___清__洁____、___安__全____、________等特点， 在航天、军事和交通等领域有广阔的应用前景。
化学能燃―料―燃→烧 热能蒸―汽―轮→机 机械能―发―电→机 电能
人教版化学《化学能与热能》PPT课件
实验改进
这个实验装置有没有存在不足的地方？如果有，存在哪些不足？
不足之处：
1、氨气扩散，造成环境污染
2、药品用量大，不经济
3、如果气温高，水难以结冰
[实验探究2—3] 盐酸与氢氧化钠的反应
在50ml烧杯中加入20ml 2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取20ml 2mol/L NaOH溶液，测其温度，并缓慢地倾入中和热测定器中，用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录。
D
【课堂练习】
4. 关于如图的说法不正确的是( ) A. 1mol固态碘与1molH2化合生成2molHI气体时， 需要吸收5kJ的能量 B. 2molHI气体分解生成1mol碘蒸气与1molH2时，需要吸收12kJ的能量 C.1mol固态碘变为1mol碘蒸气时 需要吸收17kJ的能量 D. 碘蒸气与H2生成HI气体的反应 是吸热反应
重难点——利用键能计算反应热
3、已知1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量242 kJ， 且氧气中1 mol O=O键完全断裂时需要吸收能量496 kJ， 水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气 中1 mol H—H键断裂时吸收能量为( ) A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
C
【课堂练习】
2. 已知：H2(g)+F2(g) = 2HF(g) ΔH=−270kJ⋅mol−1的能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A. ΔH=E2−E1B. 能量最高的状态为状态ⅠC. 断裂1molH—H键和1molF—F键吸收的 总能量大于断裂2molH—F键吸收的能量D.该反应为放热反应
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
化学反应与电能ppt课件
—— 一般为两种活泼性不同的金属
两极
（或一种为能导电的非金属）
一液 —— 电解质溶液或熔融电解质
一回路 —— 形成闭合回路 一反应 —— 能自发进行的氧化还原反应
任务三：书写电极反应
Zn+CuSO4= ZnSO4+ Cu e- I
Zn
Cu
析出红色固体
CuSO4 溶液 负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+.
导线、电流表、若干小烧杯
任务二：设计实验探究原电池的构成条件
第一组实验 改变电极材料
×
√
形成条件一： 电极：一般为两种活动性不同的金属
（或一种金属与一种能导电的非金属）
任务二：设计实验探究原电池的构成条件 可选择的实验用品： 锌片、铜片、石墨棒、无水乙醇、5%H2SO4溶液、
导线、电流表、若干小烧杯
燃料燃烧
蒸汽轮机
热能
发电机
机械能
电能
任务一：实验探究化学能与电能的转化
Zn Cu
稀H2SO4
Zn
Cu
Байду номын сангаас
稀H2SO4
Zn
Cu
稀H2SO4
锌片溶解， 表面有气泡产生 铜片表面没有气泡
Zn+2H+ = Zn2++H2↑ 铜与稀硫酸不反应
锌片溶解、 铜片表面有气泡
锌片溶解、 铜片表面有气泡 电流表指针偏转
Zn失去电子变成Zn2+ H+ 在铜片上得到电子 被还原成H2
讲练结合
4. 如图所示的装置，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，关 于此装置的下列叙述中，不正确的是（ D ）
A. N上有气体放出 B. M为负极，N为正极 C. 稀硫酸中SO42-移向M极 D. 导线中有电流通过，电流方向是由M到N
高中化学《化学反应与电能》PPT课件
【典例2】铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催 化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: __________________________。
【补偿训练】 1. 关于如图所示的装置的叙述中正确的是 ( ) A.铜是正极 B.溶液中的Fe3+向铜棒移动 C.电子从铜片经导线流向碳棒 D.碳棒上有红色铜生成
【解析】选C。首先书写此电池中发生的化学反应方程 式(电池反应式)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,在此反应中铜 失电子,作原电池负极,电子从铜片经导线流向碳棒,在 碳棒上电子与溶液中的Fe3+结合生成Fe2+,所以碳棒作 正极,溶液中的阳离子向正极移动,即溶液中的Fe3+向正
【思考·讨论】 (1)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什 么?
提示:阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。这是因 为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负 极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中 性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子
A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应
【思维建模】解答有关原电池问题的思维流程如下:
【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化 反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项 正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电 池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移 向正极,C项错误。
(1)火力发电存在几种形式的能量转化? 提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能 转化为电能3种形式。 (2)试分析火力发电有哪些弊端? 提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃 料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘 ,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
2020新教材高中化学第六章化学反应与能量6.1.2化学反应与电能课件新人教版第二册
实验后的记录：
①Zn 为正极，Cu 为负极。 ②H＋向负极移动。 ③电子流动方向，从 Zn 经外电路流向 Cu。 ④Cu 极上有 H2 产生。 ⑤若有 1 mol 电子流过导线，则产生 H2 为 0.5 mol。 ⑥正极的电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋。 A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
(5)构成原电池的条件 理论上，自发的 氧化还原反应 均可设计成原电池。 ①两个活泼性不同的金属 (或一个为金属，一个为能 导电的 非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路 。
二、常见的化学电源 1．干电池 干电池是一种一次性电池，放电后不能再充电。
2．充电电池 充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反 应，在充电时可以 逆向 进行，使电池恢复到放电前的状态。 ①铅酸蓄电池 ②镍氢电池 ③锂离子电池
答案：B
[提升 1] 写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子 反应的，用离子方程式表示)。
负极 正极 电解质溶液
(1) 铁 铜 稀硫酸
(2) 铜 银 AgNO3 溶液 (3) H2 O2 KOH 溶液 (1)负极：F__e－__2_e_－_=_=__=_F_e_2＋____________； 正极：___2_H_＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2_↑_________； 总反应式：_F_e_＋__2_H_＋_=_=_=__F_e_2＋_＋__H__2↑__________。
3.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如右图)，下列有关说 法不正确的是( )
A．Zn 是负极 B．Cu 是正极 C．负极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应
答案：D
4．由锌、铜、稀硫酸构成的原电池，所发生反应的离子方 程式为( )
①Zn 为正极，Cu 为负极。 ②H＋向负极移动。 ③电子流动方向，从 Zn 经外电路流向 Cu。 ④Cu 极上有 H2 产生。 ⑤若有 1 mol 电子流过导线，则产生 H2 为 0.5 mol。 ⑥正极的电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋。 A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
(5)构成原电池的条件 理论上，自发的 氧化还原反应 均可设计成原电池。 ①两个活泼性不同的金属 (或一个为金属，一个为能 导电的 非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路 。
二、常见的化学电源 1．干电池 干电池是一种一次性电池，放电后不能再充电。
2．充电电池 充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反 应，在充电时可以 逆向 进行，使电池恢复到放电前的状态。 ①铅酸蓄电池 ②镍氢电池 ③锂离子电池
答案：B
[提升 1] 写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子 反应的，用离子方程式表示)。
负极 正极 电解质溶液
(1) 铁 铜 稀硫酸
(2) 铜 银 AgNO3 溶液 (3) H2 O2 KOH 溶液 (1)负极：F__e－__2_e_－_=_=__=_F_e_2＋____________； 正极：___2_H_＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2_↑_________； 总反应式：_F_e_＋__2_H_＋_=_=_=__F_e_2＋_＋__H__2↑__________。
3.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如右图)，下列有关说 法不正确的是( )
A．Zn 是负极 B．Cu 是正极 C．负极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应
答案：D
4．由锌、铜、稀硫酸构成的原电池，所发生反应的离子方 程式为( )
化学：第一章《化学反应与能量》全章课件(人教选修4)
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的 盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小 烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅 拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的 最高温度，记为终止温度，记入下表。
思考5：酸、碱混合时，为何要把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
答：因为本实验的关键是测反应的反应热，若 动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。
作业： 课本P6 3-(2,3,5,6)、4 ［课外作业］ 1、预习课本下一小节的内容 2、课外查阅我国能源结构和状况。
一、燃烧热 二、能源
一、燃烧热
1、定义
25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧 化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
2、单位 3、注意 kJ/mol
指定产物通常规定为：它是指物质中的下列元素
⑵ 一定标明各物质的状态（s、l、g、aq） ；
⑶ ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程 式隔开(数值及单位) 放热： ΔH < 0； 吸热： ΔH > 0； ⑷ 系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数； 故系数可以是整数、分数、小数；
⑸ΔH的值与系数相匹配。 系数加倍，ΔH值也加倍。 正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。 ⑹ 反应物完全变成生成物，所释放或吸收的热量。
H2 + I2 == 2HI
只表示物质变化
【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2与碘蒸气作用生 成HI的反应，科学文献上表示为：
H2(g) + I2 (g) ==== 2HI(g) ΔH =
101kPa
200℃
－14.9 kJ/mol
二、热化学方程式
1、定义
ห้องสมุดไป่ตู้
化学反应与能量的变化(课件PPT)
小结
一、反应热、焓变 从焓变角度看： ΔH＝生成物的焓－反应物的焓 从反应热角度看： ΔH＝生成物能量－反应物能量 从键能角度看：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
放热反应： ΔH＜0或 ΔH为“－” 吸热反应： ΔH＞0 或ΔH为“＋”
E E ∆H＝ （生成物的总能量）－ （反应物的总能量） ∆H＝E（反应物分子化学键断裂时所释放的总能量）－
2、热化学方程式需注明反应时的温度和压 强。对于 25℃ 101kPa时进行的反应可 不注明。普通化学方程式不需注明温度 和压强。
★书写热化学方程式的注意事项
1、化学方程的右边必须写上△H，并用“空格” 隔开,△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单 位是kJ/mol或J/mol;
2、需注明反应的温度和压强，如不注 明条件，即指: 25℃ 1.01×105Pa；
常见的放热反应和吸热反应
放热反应
所有的燃烧 中和反应 溶液里的置换 吸热反应 一般的化合反应 特殊的分解
电离 强碱与铵盐 一般的分解 特殊的化合
1、1mol C与1mol H2O(g)反应生成lmol CO(g) 和1mol H2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该 反应的反应热为△H= ＋131.5 kJ/mol。
而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的 总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的， 而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学 反应过程中都会有能量的变化。
反应热与物质的量的关系： 质量守恒 能量守恒
某一反应中，质量和能量成正比关系 热量用Q表示
①体系向环境做正功，Q>0，释放能量→放热反应 ②体系向环境做负功，Q<0，得到能量→吸热反应
2、拆开 lmol H—H键、lmol N－H键、 lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、 946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为-92K，J/mol 1mol H2生成NH3的反应热为 -30.6KJ/。mol
化学反应与电能 课件(共28张)
一、原电池
5.构成条件
理论上，自发的 氧化还原 反应均可构成原电池。
具体条件是：
①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； ②溶液：两电极均插入 电解质 溶液中；
③导线：两极用导线相连，形成闭合回路。
【课堂练习】
请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电
极反应式和总反应式。
二、原电池的设计与制作
简易电池的设计与制作
【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体 会原电池的构成要素。 【用品】水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤 纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小 型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等）， 电流表。 【实验】 （1）水果电池
（2）简易电池
I e-
e- I
Fe Ag
Cu Zn
H2SO4 (aq) 负极( Fe ): Fe－2e - = Fe2+ .
正极(Ag ): 2H++2e - = H2↑ . 总反应式: Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ .
CuSO4 (aq) 负极( Zn ): Zn－2e - = Zn2+ .
正极(Cu ): Cu2+ +2e - = Cu . 总反应式:Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu.
A.电子由铜通过导线流向锌 B.该装置是将电能转化为化学能的装置 C.锌电极发生氧化反应 D.电流由锌通过导线流向铜
【课堂练习】
B 3.下列装置能将化学能转化为电能的是（ ）
【课堂练习】
A 4.下列叙述正确的是（ ）
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
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(1)火力发电存在几种形式的能量转化? 提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能 转化为电能3种形式。 (2)试分析火力发电有哪些弊端? 提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃 料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘 ,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
【母题追问】(1)若将“B极上有气泡产生”改为“B极
上有金属析出”,答案选什么? 提示:选BC。“B极上有金属析出”说明在正极上电解 质溶液中的金属阳离子发生还原反应,B项也错误。
(2)将上题B项改为“A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸
”,能否构成原电池?若能,正负极分别是什么? 提示:能构成原电池。由于Fe被浓硝酸钝化,Fe作正极 ,Cu为负极。
2.化学能直接转化为电能——原电池 (1)实验探究:
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片__上__有___气__泡__, _铜__片__上__无___气__泡_
锌与稀硫酸_反__应__, 铜与稀硫酸_不__反__应__
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片___上__无__气__泡__ , _铜__片___上__有__气__泡_
产生H2(还原反应) 的位置发生了改变
_锌__片___上__无__气__泡__ , _铜__片___上__有__气__泡__ , _电___流__表__指__针__偏___转
该装置将__化__学__能_ 转化为_电__能__
(2)原理分析:
(3)原电池: ①定义:把_化__学__能__转__化__为__电__能__的装置叫原电池。
3.原电池正负极的判断方法
【易错提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是 金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极 材料可能参与反应,也可能不参与反应。 (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入 电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进 行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强 弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成 的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原 电池中,负极为Al,正极为Mg。
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
一、 化学能转化为电能 1.化学能间接转化为电能
(2)关键——燃烧(氧化还原反应)。
【情境·思考】 火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用 燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿 管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速 旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁 感线,发出电能。
【思考·讨论】 (1)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什 么?
提示:阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。这是因 为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负 极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中 性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子
3.发展中的燃料电池
知识点一 原电池的构成条件及正负极的判断方法 【重点释疑】 1.原电池的构成条件——“两极一液一线一反应”
2.原电池的工作原理
(1)两反应:正极——还原反应;负极——氧化反应。 (2)三方向: ①电流方向:正极→负极; ②电子流动方向(导线中):负极→正极; ③阴阳离子移动方向(电解质溶液中): 阳离子:负极→正极; 阴离子:正极→负极。
【迁移·应用】 1.(2019·汕头高一检测)某小组为研究原电池原理,设 计如图装置。下列叙述正确的是世纪金榜导学号( )
A.a和b不连接时,铁片上会有H2产生 B.a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为 Cu2++2e-====Cu C.a和b用导线连接时,电子由a流向b D.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐 变成浅绿色
二、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部 分 1.一次电池——锌锰干电池
构造示意图
工 负极 作 电解质 原 理 正极
特点
_锌__筒__ _石__墨__棒__
锌被氧化,逐渐消耗 氯化能__充电
便于携带,价格低
2.二次电池
【微思考】 生活中电动车、手机的电池属于一次电池还是二次电 池? 提示:电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属 于二次电池。
还__原___ 反__应___
Zn__+_2_H_+_=_=_=_=_Z__n_2_++__H_2↑_
【巧判断】 (1)盐酸与氢氧化钠溶液混合放热,故可以设计原电池 反应。 ( ) 提示:×。盐酸与氢氧化钠的反应不是氧化还原反应。
(2)铜-锌-稀硫酸原电池中,铜换成石墨棒也能产生电
流。 ( ) 提示:√。原电池中正极材料不参与反应,只起到导电 的作用,石墨棒可以导电。
要移向正极。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同通入
电解质溶液中就能构成原电池吗? 提示:不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的 金属②电解质溶液③形成闭合回路外,还必须有一个能 自发进行的氧化还原反应,如图由于Cu、Ag都不能与稀 硫酸反应,故不能构成原电池。
【案例示范】 【典例】(2019·淄博高一检测)如图所示电流表的指 针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C 为电解质溶液,下列说法错误的是 ( )
A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应
【思维建模】解答有关原电池问题的思维流程如下:
【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化 反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项 正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电 池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移 向正极,C项错误。
②工作原理:(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)
电极 电极 材料 名称
电子 转移
电极反应式
反应 类型
锌 负极 失__电___子__
Z_n_-_2_e__-=__=_=_=_Z_n_2_+
氧__化___ 反__应___
铜 正极 得__电___子__
电池反应的离子方程式
2_H_+_+_2_e_-_=_=_=__=_H_2_↑_