高中化學(xué) 第2章 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量課件 魯科版必修2

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1、2化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量魯科版必修二1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂、新化學(xué)鍵形成；當(dāng)形成新化學(xué)鍵所釋放的能量大于破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量時(shí)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)釋放能量。正因?yàn)槿绱耍藗兛梢岳没瘜W(xué)反應(yīng)將存儲(chǔ)在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能等，從而使化學(xué)能成為人類生產(chǎn)、生活所需能量的主要來(lái)源之一。2化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能P50 交流研討：“即熱飯盒”涉及的反應(yīng)原理：_。寫(xiě)出鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式并指出氧化劑和還原劑：_、Fe2O3 是氧化劑、Al 是還原劑。熱能以上反應(yīng)過(guò)程都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)。Mg2H2O=Mg(OH)2H2鐵路工人經(jīng)常利用鋁熱劑來(lái)焊接鋼軌，你能解釋其中的原因嗎

2、？答案：鋁熱劑的成分是鐵的氧化物和鋁粉的混合物。高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，生成的鐵熔化后流入鋼軌縫隙，這樣就將兩塊斷裂的鋼軌焊接在了一起。原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置稱為_(kāi)。3化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象1.鋅片插入稀硫酸有_產(chǎn)生2.銅片插入稀硫酸無(wú)明顯現(xiàn)象3.鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸在銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片上無(wú)明顯現(xiàn)象(1)P50 活動(dòng)探究：氣泡(2)原電池的工作原理：以銅鋅(稀硫酸)原電池為例，由于金屬鋅比金屬銅活潑，流出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向_(正極)，氧化劑在_上得到電子發(fā)生_反應(yīng)，即 H從銅片獲得電子而被還原形成氫原子，氫原子再結(jié)合成氫氣分子從銅片上逸出。同時(shí)，溶液中的陰

3、離子向_移動(dòng)，陽(yáng)離子向_移動(dòng)，從而使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液，這樣，就完成了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)變過(guò)程。失去鋅片銅片正極還原負(fù)極正極鋅原子_電子被氧化成Zn2進(jìn)入溶液，電子從_(負(fù)極)原電池的電極：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電子流出(流向正極)的一極；正極發(fā)生還原反應(yīng)，電子流入(來(lái)自負(fù)極)的一極。原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電子的流動(dòng)方向是從負(fù)極流向正極；電流方向是從正極流向負(fù)極。原電池的原理：原電池的反應(yīng)本質(zhì)氧化還原反應(yīng)。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)流向較不活潑的金屬(正極)。4常見(jiàn)電池目前市場(chǎng)上的電池有_(又稱一次電池)、_(又稱二次電池)和_等。_具有能量轉(zhuǎn)化率高、能長(zhǎng)時(shí)

4、間提供電能等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用于航天和軍事領(lǐng)域。人們不僅利用化學(xué)反應(yīng)制造豐富多彩的物質(zhì)、提供賴以生存和發(fā)展的能量，還利用化學(xué)反應(yīng)開(kāi)發(fā)出各種分析技術(shù)來(lái)確定_、_以及測(cè)定_等。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研究中，人們可以利用化學(xué)反應(yīng)了解_，以做到合理施肥，達(dá)到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的目的；在病理診斷化驗(yàn)、藥品質(zhì)量鑒定、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，則需要利用化學(xué)反應(yīng)對(duì)_。其實(shí)，人們?cè)诶没瘜W(xué)反應(yīng)的同時(shí)，也加深了對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律及其實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)。干電池燃料電池燃料電池蓄電池各種物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)物質(zhì)有關(guān)組分的含量樣品進(jìn)行分析中營(yíng)養(yǎng)元素的種類及含量土壤1組成原電池的條件(1)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

5、解質(zhì)溶液中。(3)兩極相連形成閉合電路。(4)能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。2原電池正負(fù)極判定方法(1)依據(jù)原電池兩極材料：一般說(shuō)來(lái)，相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na 太活潑，不能作電極)；相對(duì)不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O。該結(jié)論具有一定的局限性，例如鎂、鋁和 NaOH 溶液構(gòu)成的原電池，相對(duì)不活潑的金屬鋁作負(fù)極，而較活潑的金屬鎂作正極。原因是鎂與 NaOH 溶液不反應(yīng)，而鋁則反應(yīng)。(2)根據(jù)電流方向或電子流向：電流(外電路)由正極流向負(fù)極；電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。(3)根據(jù)內(nèi)電路離子遷移方向：陽(yáng)離子移向原電池的正極，陰離子移向原電池的負(fù)極。(4)根據(jù)原電池中反應(yīng)類型：正極：得

6、到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，現(xiàn)象是金屬的析出或 H2的放出；負(fù)極：失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，現(xiàn)象是電極本身的消耗，質(zhì)量減小。3原電池原理的應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率實(shí)驗(yàn)室用粗鋅和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制 H2，加快反應(yīng)速率；用純鋅和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制 H2 ，可加入少量的CuSO4 溶液以加快反應(yīng)速率。(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱在原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。如有兩種金屬 A 和 B，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到 A 極溶解，B 極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活潑性為 AB。(3)制造多種化學(xué)電源，如干電池、蓄電池、燃料電池等。實(shí)用電池一般應(yīng)具有以下特點(diǎn)：能

7、產(chǎn)生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流；安全、耐用且便于攜帶；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生的影響較小。B例 1.(2011 廣東中山檢測(cè))下列各裝置能組成原電池的( )。解析：A 中兩個(gè)電極都是Zn，活潑性相同，無(wú)法形成原電池；B 中滿足原電池的形成條件，可形成原電池；C 中酒精是非電解質(zhì)，在水溶液中不存在自由移動(dòng)的離子，也不能形成原電池；D 中沒(méi)有形成閉合回路，也不能形成原電池。例 2.下列有關(guān)原電池的敘述正確的是()。CA把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，使溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)B電子從活潑金屬流向不活潑金屬，不活潑金屬為負(fù)極C外電路中電子從負(fù)極流向正極D正極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

8、，故 A 錯(cuò)誤。原電池中活潑金屬作負(fù)極，失電子，電子沿導(dǎo)線流向正極；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故 B、D 錯(cuò)誤，C 正確。原電池工作時(shí)，電子經(jīng)導(dǎo)線從負(fù)極流入正極，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。例 3.將金屬 A 和金屬 B 分別放入稀硫酸中有氫氣生成。若將金屬 A 和金屬 B 相連后投入稀硫酸中發(fā)現(xiàn) A 被腐蝕，B 未被腐蝕，關(guān)于 A、B 的敘述正確的是()。DA金屬活動(dòng)性 ABB還原性 BAC在后者裝置中金屬 A 發(fā)生還原反應(yīng)，金屬 B 發(fā)生氧化反應(yīng)D金屬 B 的表面有明顯氣泡產(chǎn)生，金屬 A 表面無(wú)明顯現(xiàn)象性強(qiáng)，還原性A強(qiáng)于B，故A、B、C錯(cuò)誤；原電池中，H在正

9、解析：金屬 A 和金屬 B 相連投入稀硫酸中，形成原電池，A被腐蝕說(shuō)明 A 失去電子，被氧化，作負(fù)極，則 A 比 B 的金屬活動(dòng)極 B 上得到電子，生成 H2，B 的表面有明顯氣泡產(chǎn)生，A 的表面無(wú)明顯現(xiàn)象，故 D 正確。1.由鋁、鐵、銅、銀和硝酸銀溶液，可以組成原電池的總數(shù)為()。DA3 種C5 種B4 種D6 種2.(2011 廣東潮州檢測(cè))有 A、B、C、D 四塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：A、B 用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀硫酸中，A 極為負(fù)極；C、D 用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀硫酸中，電流由 D導(dǎo)線C；B、C 相連后，同時(shí)浸入稀硫酸中，C 極產(chǎn)生大量氣泡；B、D 相連后，同時(shí)浸入稀硫酸中，D 極

10、產(chǎn)生大量氣泡。據(jù)此，判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是()。AAABCDCCABDBACDBDBDCA解析：A、B 形成原電池，A 為負(fù)極，活動(dòng)性：AB；C、D 形成原電池，電流由D導(dǎo)線C，活動(dòng)性：CD；B、C形成原電池，C極產(chǎn)生大量氣泡，活動(dòng)性：BC，綜上可知活動(dòng)性：ABCD。3.如右圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入 CuSO4 溶液。(1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)_。A鐵圈和銀圈左右搖擺不定B保持平衡狀態(tài)不變C鐵圈向下傾斜D銀圈向下傾斜(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_。答案：(1)D(2)鐵圈和銀圈組成了原電池，鐵圈發(fā)

11、生氧化反應(yīng)，質(zhì)量減少，而銀圈上有銅析出，質(zhì)量增加解析：根據(jù)銅鋅原電池的工作原理可以判斷該裝置組成了原電池，其中鐵作負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2e=Fe2；Ag作正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu22e=Cu；因而產(chǎn)生的現(xiàn)象為鐵圈向上傾斜而銀圈向下傾斜。內(nèi)容特點(diǎn)本節(jié)教材首先以氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法為例，讓學(xué)生體會(huì)怎樣利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備新物質(zhì)的一般思路，并總結(jié)已學(xué)過(guò)的常見(jiàn)物質(zhì)的制備方法，其次承接本章第一節(jié)中化學(xué)反應(yīng)中能量變化問(wèn)題，以“化學(xué)能如何轉(zhuǎn)變成電能”為例解釋了“為什么說(shuō)化學(xué)反應(yīng)為人類提供了能源”，并說(shuō)明了化學(xué)反應(yīng)在能源開(kāi)發(fā)和利用方面的作用。作為化學(xué)必修模塊中元素化合物知識(shí)和基本概念、基本理論的最后一節(jié)，本

12、節(jié)承擔(dān)著對(duì)前面知識(shí)的回顧、總結(jié)，以及深化和提升學(xué)生對(duì)化學(xué)研究的應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)的雙重任務(wù)。本節(jié)的知識(shí)框架為：教學(xué)指要本節(jié)教材從制備新物質(zhì)和提供能量這兩個(gè)方面對(duì)化學(xué)反應(yīng)的價(jià)值進(jìn)行概括、整合，從而體現(xiàn)了化學(xué)對(duì)提高人類生活質(zhì)量和促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要作用。“利用化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)”這一主題以“氯氣的制取”為中心引導(dǎo)學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)室制備氫氣、二氧化碳、氨氣時(shí)所用的制取裝置和收集方法；歸納出如何根據(jù)原料狀態(tài)、反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置；如何根據(jù)氣體的性質(zhì)確定收集方法及是否需要尾氣吸收裝置等?！盎瘜W(xué)反應(yīng)為人類提供能源”可引導(dǎo)學(xué)生探討“如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化”，充分利用“交流研討”的內(nèi)容，使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能、電能等之間的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和應(yīng)用能力。