高中化學 2-3-2 化學反應(yīng)為人類提供能量課件 魯科版必修2.ppt
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第2課時 化學反應(yīng)為人類提供能量,1.放熱反應(yīng) 化學反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量以 的形式 出來,像這樣的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。即熱飯盒能 食物、 能焊接鋼軌的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。,熱能,釋放,加熱,鋁熱劑,2.吸熱反應(yīng) 化學反應(yīng)需要不斷地吸收熱能來維持反應(yīng)的進行,像這樣的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)。,1.原電池的含義 原電池是利用 反應(yīng)將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。 2.探究原電池的工作原理,氧化還原,化學,電,,無明顯現(xiàn)象,不反應(yīng),溶解,氣泡,無明顯,現(xiàn)象,溶解,氣泡,,氣泡,Cu,得到,偏轉(zhuǎn),電流,3.原電池的工作原理 在實驗中,當把銅片和鋅片用導線連接好一同浸入稀硫酸時,由于金屬鋅比金屬銅 ,鋅原子容易 電子被 成Zn2+進入溶液,鋅片上的電子通過 流向銅片,溶液中的H+從銅片 電子而被 成氫原子,氫原子再結(jié)合成氫分子從 上逸出。這樣,在連接鋅片和銅片的 中電子做定向移動,形成 。可見,原電池是利用 反應(yīng)將 能轉(zhuǎn)化成 能的。,活潑,失去,氧化,導線,獲得,還原,銅片,導線,電流,氧化還原,化學,電,4.原電池的構(gòu)成 (1)① 極:活潑金屬;正極:不活潑金屬或非金屬導體。 ②有 。 ③導線、 、兩個電極構(gòu)成閉合回路。 ④能自發(fā)發(fā)生的 反應(yīng)。,負,電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)溶液,氧化還原,(2)常見電池 ①干電池:又稱 ,如鋅錳電池。 ②蓄電池:又稱 ,如鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰電池。 ③ 電池:其能量轉(zhuǎn)化率高,能長時間提供電能。如氫氧燃料電池。,一次電池,二次電池,燃料,1.電能轉(zhuǎn)化為化學能 化工生產(chǎn)中通過電解飽和食鹽水來制備燒堿、氫氣和氯 氣就是 向 能的轉(zhuǎn)化。 2.化學能與光能的相互轉(zhuǎn)化 許多物質(zhì)在氧氣中燃燒時發(fā)光就是 能轉(zhuǎn)化為 能;而綠色植物的光合作用則實現(xiàn)了 能向 能的轉(zhuǎn)化。,電能,化學,化學,光,光,化學,【慎思1】 列舉常見的放熱反應(yīng)有哪些? 提示 (1)所有的燃燒反應(yīng);(2)酸堿中和反應(yīng);(3)活潑金屬與酸或H2O生成H2的反應(yīng);(4)多數(shù)化合反應(yīng);(5)物質(zhì)的緩慢氧化。,【慎思2】 構(gòu)成原電池的基本條件是什么? 提示 (1)兩種活動性不同的金屬做電極;(2)電解質(zhì)溶液;(3)導線;(4)自發(fā)的氧化還原反應(yīng);(5)形成閉合回路。,【慎思3】 原電池的負極只能是金屬嗎? 提示 不是,理論上說任何氧化還原反應(yīng)都有電子得失,所以除了金屬能作原電池的負極外,能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的非金屬中,也有可能作負極。,【慎思4】 原電池原理中的“閉合回路”其含義是什么? 提示 原電池在工作時,帶電粒子是按照一定的規(guī)律,沿一定方向運動的,應(yīng)當從兩方面掌握,一是溶液中的陰離子向負極方向運動,而帶正電的陽離子向正極方向運動。二是導線上電子從負極流向正極,電流從正極流向負極。整個回路上帶同種電荷的粒子沿一個方向在不停地運動,可示意為,【慎思5】 銅鋅原電池工作一段時間后離子濃度怎樣變化?電流會減弱嗎?,【慎思6】 燃料電池在工作時燃燒嗎? 提示 不燃燒,因為燃料電池的原料是在兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),而不是直接進行得失電子的反應(yīng)。,,【例1】關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是 ( )。 A.銅是負極,銅片上有氣泡產(chǎn)生 B.銅片是正極,該電極周圍溶液氫離子濃度不變 C.電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片 D.氫離子在銅片表面被還原,解析 如圖所示裝置是原電池,活潑的鋅為負極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),本身質(zhì)量逐漸減少。而銅極為正極,上面富集電子,H+移向銅極,H+濃度增大,H+發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生H2。 答案 D,銅鋅原電池工作原理如下所示:,【體驗1】關(guān)于原電池的下列說法正確的是 ( )。 A.在正極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.化學性質(zhì)較活潑的金屬為負極 C.在外電路電子流出的是正極 D.原電池是由電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置,解析 原電池相對較活潑的金屬作負極,負極本身參與反應(yīng),失去電子被氧化,是電子流出的一極。相對不活潑的金屬或非金屬作正極,正極上電解質(zhì)溶液中的陽離子得到電子被還原,是電子流入的一極。因此,原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 答案 B,1.由組成原電池兩極材料相對活潑性判斷 一般相對活潑的金屬為負極,活潑性弱的金屬或能導電的非金屬為正極。 2.依據(jù)電流的方向或電子流動的方向判斷 電流由正極流向負極,電子由負極流向正極。 3.依據(jù)原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)離子移動的方向來判斷 在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi),陽離子移向正極,陰離子移向負極。,4.依據(jù)原電池兩極上發(fā)生的化學反應(yīng)類型來判斷 原電池的負極上發(fā)生氧化反應(yīng),正極上發(fā)生還原反應(yīng)。 5.依據(jù)某些現(xiàn)象來判斷 電極溶解的一極為負極,電極增重或產(chǎn)生氣體的一極為正極。 說明:(1)電極材料有時并不一定是金屬(如石墨碳棒),有時還可以是相同的金屬(如金屬鉑),但電極反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)。如:氫氧燃料電池。(2)負極與電解質(zhì)溶液的溶質(zhì)不一定要發(fā)生反應(yīng),但負極上一定有物質(zhì)失去電子變成陽離子或消耗陰離子。,【例2】下圖是Zn和Cu組成的原電池示意圖,某小組做完該實驗后,在讀書卡片上記錄如下圖,卡片上描述合理的是 ( )。,A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.②③⑥ 解析 Cu—Zn—H2SO4原電池中,鋅為負極,電子由鋅→銅,導線中電流由銅→鋅,鋅失去電子而溶解,溶液中的H+移向銅片,在Cu極得到電子而產(chǎn)生H2氣泡。故D項正確。 答案 D,①原電池正、負極的判斷基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng),如果給出一個方程式判斷正、負極,可以直接根據(jù)化合價的升降來判斷。發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。 ②判斷電極時,不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷,要看反應(yīng)的具體情況,如:a.Al在強堿性溶液中比Mg更易失電子,Al作負極,Mg作正極;b.Fe、Al在濃HNO3中鈍化后,比Cu等金屬更難失電子,Cu等金屬作負極,F(xiàn)e、Al作正極。,【體驗2】如圖為氫氧燃料電池原理示意圖,根據(jù)此圖的提示,下列敘述不正確的是 ( )。,A.a(chǎn)電極是負極 B.b電極的電極反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑ C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)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貯存在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置,解析 氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H2+O2===2H2O,因此a電極上發(fā)生反應(yīng)2H2-4e-===4H+,a電極是負極;b電極上發(fā)生反應(yīng)O2+2H2O+4e-===4OH-,b電極是正極,以上電極反應(yīng)式,適用于電解質(zhì)溶液為Na2SO4溶液等;氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率較高,且產(chǎn)物是H2O,無污染,是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源;氫氧燃料電池通入H2、O2就能工作,無需將H2、O2貯存在電池內(nèi)部。 答案 B,規(guī)律探究十二 原電池原理多方位的應(yīng)用,【知識支持】 1.加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大。 例如,在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時,加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率增大。,2.比較金屬活動性強弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時,一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。 例如,有兩種金屬a、b,用導線連接或a、b之間用導線連上靈敏電流計后,插入到稀H2SO4中,觀察到a溶解,b極上有氣泡產(chǎn)生,則推測a為負極,b為正極,金屬活動性a>b。,3.用于金屬的保護 使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。 例如,要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等,可用導線將其與一塊鋅塊相連,使鋅作原電池的負極。 4.設(shè)計電池,制造化學電源 理論上能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。,【問題探究】 有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的化學裝置、部分反應(yīng)現(xiàn)象如下:,,由此可判斷這四種金屬的活動性順序是 ( )。 A.a(chǎn)>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a(chǎn)>b>d>c,解析 在a-b-CuSO4溶液的原電池中,由a極質(zhì)量減少,說明金屬a的活潑性比金屬b的強;在b-c-H2SO4溶液中,由于沒有導線,沒有組成原電池,且金屬b上有氣泡而c上沒有,說明金屬b的活潑性比金屬c強;在a-d-H2SO4溶液的原電池中,電流從a極流向d極,說明電子由d極流向a極,則金屬d的活潑性比金屬a強。故這四種金屬的活動性順序是d>a>b>c。 答案 C,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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