高中化学_第二章《第三节_化学反应为人类提供能量》课件_鲁科版必修2

1、第第2课时化学反应为人类提供能量课时化学反应为人类提供能量1.了解化学反应中能量转化的方式。了解化学反应中能量转化的方式。2了解原电池的构成及工作原理。了解原电池的构成及工作原理。3了解原电池原理的应用。了解原电池原理的应用。4通过化学反应中能量变化的学习，通过化学反应中能量变化的学习，了解不同形式的能量的转化对人类生产了解不同形式的能量的转化对人类生产和生活的影响。和生活的影响。一、化学反应为人类提供能量一、化学反应为人类提供能量1.吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应(1)吸热反应吸热反应:反应过程中反应过程中_的反应。的反应。(2)放热反应放热反应:反应过程中反应过程中_的反应。的反应。

2、2.化学反应中能量转化的主要形式化学反应中能量转化的主要形式吸收能量吸收能量有能量释放有能量释放3.化学能转化为电能化学能转化为电能(1)演示实验演示实验装置装置现象现象铜片铜片:_;锌片锌片:_;灯泡灯泡:_结论结论 导线中有导线中有_通过通过解释解释 当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时:锌片锌片:_铜片铜片:_电子电子:_有气泡产生有气泡产生不断溶解不断溶解发亮发亮电流电流Zn失电子生成失电子生成Zn2进入溶液进入溶液H得电子生成得电子生成H2逸出逸出从从Zn流出经导线流入铜片形成电流流出经导线流入铜片形成电流(2)原电池原电池概念概念:_的装置。的装置。构成构成:_

3、做负极做负极,_做正极做正极;插入插入_溶溶液中液中,用导线连接构成闭合回路。用导线连接构成闭合回路。工作原理工作原理:发生氧化还原反应。负极发生发生氧化还原反应。负极发生_反应反应,电子由电子由_通过导线流向通过导线流向_;正极发生正极发生_反应反应,使使_转化为转化为_。(3)常见电池常见电池干电池干电池:又称又称_。蓄电池蓄电池:又称又称_。燃料电池燃料电池:其能量转其能量转化率高化率高,对环境无污染。对环境无污染。将化学能转化为电能将化学能转化为电能相对活泼的金属相对活泼的金属相对不活泼的相对不活泼的金属或能导电的非金属金属或能导电的非金属电解质电解质氧化氧化负极负极正极正极还原还原化

4、学能化学能电能电能一次电池一次电池二次电池二次电池4.化学能与其他形式能间的转化化学能与其他形式能间的转化(1)物质燃烧发光是物质燃烧发光是_转化为转化为_,植物的光植物的光合作用是合作用是_转化为转化为_。(2)人生命活动所需能量是营养物质在体内发生各人生命活动所需能量是营养物质在体内发生各种化学反应释放出来的。种化学反应释放出来的。开放探究开放探究构成原电池的条件有哪些？构成原电池的条件有哪些？提示提示:要有活泼性不同的两个电极要有活泼性不同的两个电极(金属与金金属与金属、金属与非金属属、金属与非金属);要有电解质溶液要有电解质溶液;构成构成闭合回路闭合回路;能自发进行的氧化还原反应能自发

5、进行的氧化还原反应 。化学能化学能光能光能光能光能化学能化学能二、化学反应在其他领域中的应用二、化学反应在其他领域中的应用1.确定物质的确定物质的_。2.测定物质有关组成的测定物质有关组成的_。组成、结构组成、结构含量含量一、原电池的工作原理及应用一、原电池的工作原理及应用1.工作原理工作原理(以铜以铜锌原电池为例锌原电池为例)负极负极正极正极材料材料ZnCu反应类型反应类型氧化反应氧化反应还原反应还原反应电子转移电子转移失电子失电子得电子得电子电极反应式电极反应式ZnZn22e2H2eH2电池总反应方程式为电池总反应方程式为:Zn2H=Zn2H22.应用应用(1)加快氧化还原反应速率加快氧化

6、还原反应速率如实验室用如实验室用Zn和稀和稀H2SO4(或稀盐酸或稀盐酸)反应制反应制H2,常用粗锌常用粗锌,原因是粗锌中的杂质和锌、稀原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池形成原电池,使产生使产生H2的速率加快。的速率加快。(2)比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱原电池中原电池中,一般活动性强的金属为负极一般活动性强的金属为负极,活动性活动性弱的金属为正极。例如弱的金属为正极。例如,有两种金属有两种金属A和和B,用导用导线连接后插入到稀硫酸中线连接后插入到稀硫酸中,观察到观察到A极溶解极溶解,B极极上有气泡产生上有气泡产生,由原电池原理可知由原电池原理可知,金属活动性金属活动性

7、AB。(3)设计原电池设计原电池从理论上说从理论上说,任何一个氧化还原任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。例反应都可以设计成原电池。例如如,利用利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2的氧化还原反应可设计的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池成如图所示的原电池,该原电池该原电池的电极反应式为的电极反应式为:负极负极(Cu):CuCu22e(氧氧化反应化反应)正极正极(C):2Fe32e2Fe2(还原反应还原反应)A.两烧杯中铜片表面均有气泡产生两烧杯中铜片表面均有气泡产生B.甲烧杯中铜片表面有气泡产生甲烧杯中铜片表面有气泡产生,乙烧杯中锌片乙烧杯中锌片表面有气泡产生表面有气泡产生C.两

8、烧杯中硫酸的浓度均减小两烧杯中硫酸的浓度均减小D.甲中铜片是正极甲中铜片是正极,乙中铜片是负极乙中铜片是负极名师点拨名师点拨:甲装置构成原电池甲装置构成原电池,发生原电池反发生原电池反应应;乙装置不能构成原电池乙装置不能构成原电池,发生置换反应。发生置换反应。答案答案:BC解析解析:原电池的两极可以是活动性不同的两种原电池的两极可以是活动性不同的两种金属金属,也可以一极是金属也可以一极是金属,一极是非金属一极是非金属,如石墨如石墨;原电池正极发生还原反应原电池正极发生还原反应,负极发生氧化反应负极发生氧化反应;锌、铜和盐酸构成的原电池工作时锌、铜和盐酸构成的原电池工作时,锌和盐酸反锌和盐酸反应

9、置换氢气应置换氢气,6.5 g锌溶解时锌溶解时,转移转移0.2 mol电子电子,可可生成生成0.1 mol氢气氢气,即即0.2 g。答案答案:B二、原电池中正负极的判断二、原电池中正负极的判断1.根据电极材料根据电极材料一般较活泼的金属为负极一般较活泼的金属为负极(K、Ca、Na太活泼太活泼,不能不能做电极做电极),活泼性较弱的金属或非金属导体为正极。活泼性较弱的金属或非金属导体为正极。2.根据电流方向或电子流向根据电流方向或电子流向电流电流(外电路外电路)由正极流向负极由正极流向负极,电子由负极经外电电子由负极经外电路流向原电池的正极。路流向原电池的正极。3.根据溶液中离子迁移方向根据溶液中

10、离子迁移方向阳离子移向原电池正极阳离子移向原电池正极,阴离子移向原电池负极。阴离子移向原电池负极。4.根据原电池中反应类型根据原电池中反应类型正极正极:得电子得电子,发生还原反应发生还原反应,现象是伴随着金属的析现象是伴随着金属的析出或出或H2的放出。的放出。负极负极:失电子失电子,发生氧化反应发生氧化反应,现象则是电极本身的消现象则是电极本身的消耗耗,质量减小。质量减小。MNPA锌锌铜铜稀硫酸溶液稀硫酸溶液B铜铜铁铁稀盐酸稀盐酸C银银锌锌AgNO3溶液溶液D锌锌铁铁Fe(NO3)3溶液溶液 该原电池中该原电池中M棒变粗棒变粗,N棒变细棒变细,说明说明原电池反应时原电池反应时N棒溶解作负极棒溶

11、解作负极,溶液中有金属析溶液中有金属析出在出在M棒上棒上,M棒作正极。棒作正极。A、B选项中选项中,电解质电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸溶液分别为稀硫酸和稀盐酸,原电池工作时原电池工作时,不不会有金属析出。会有金属析出。C选项正极反应为选项正极反应为:AgeAg,符合题意。而符合题意。而D选项正极反应为选项正极反应为:Fe3eFe2,不会有金属析出。不会有金属析出。答案答案:C解析解析:形成原电池时作负极的金属被氧化形成原电池时作负极的金属被氧化,活活泼性比正极强泼性比正极强,A比比B强强;在原电池中在原电池中,电流从正极电流从正极流向负极流向负极,C比比D强强;A、C用导线相连后用导线相连后

12、,同时浸同时浸入稀入稀H2SO4溶液中溶液中,C极产生大量气泡极产生大量气泡,说明说明C极极为正极为正极,A比比C强强;B、D用导线相连后用导线相连后,同时浸入同时浸入稀稀H2SO4溶液中溶液中,D极发生氧化反应极发生氧化反应,D为负极为负极,D比比B强。强。答案答案:B以铜、锌、稀硫酸构成原电池为例以铜、锌、稀硫酸构成原电池为例:1.(2010潍坊高一质检潍坊高一质检)下列装置中都伴随有能下列装置中都伴随有能量的变化量的变化,其中是由电能转变为化学能的是其中是由电能转变为化学能的是()解析解析:A项项,水在通电时发生分解反应生成氢水在通电时发生分解反应生成氢气和氧气气和氧气,是电解转化为化学

13、能是电解转化为化学能;B项项,风能、电风能、电能转换成光能能转换成光能;C项项,太阳能转换成热能太阳能转换成热能;D项项,化化学能转换成电能。学能转换成电能。答案答案:A2.(2011济南高一质检济南高一质检)如下图所示装置中如下图所示装置中,能够能够构成原电池产生电流的是构成原电池产生电流的是()解析解析:构成原电池的条件有构成原电池的条件有:有较活泼的金有较活泼的金属和相对不活泼的金属或金属与能导电的非金属和相对不活泼的金属或金属与能导电的非金属做电极属做电极;要有电解质溶液要有电解质溶液;用导线连接两用导线连接两极极,构成闭合回路。构成闭合回路。A项中不具备条件项中不具备条件;B项中项中

14、不具备条件不具备条件;C项中不具备条件项中不具备条件;只有只有D项具项具备上述三个条件。备上述三个条件。答案答案:D答案答案:DABCD正极正极ZnCuZnCu负极负极CuZnCuZn电解质溶液电解质溶液CuCl2CuCl2ZnCl2ZnCl24.某原电池的总反应是某原电池的总反应是ZnCu2=Zn2Cu,该原电池的正确组成是该原电池的正确组成是()解析解析:本题考查的知识点为构成原电池的条件。本题考查的知识点为构成原电池的条件。原电池的构成条件一般为原电池的构成条件一般为两个活泼性不同的两个活泼性不同的电极电极;电解质溶液电解质溶液(一般与活泼性强的电极发一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应

15、生氧化还原反应);形成闭合回路形成闭合回路(或在溶液中或在溶液中直接接触直接接触)。从电极的总反应式看。从电极的总反应式看,锌失电子为锌失电子为负极负极,Cu2得电子应在电解质溶液中得电子应在电解质溶液中,选择一种选择一种不活泼的金属或非金属做正极。不活泼的金属或非金属做正极。答案答案:B5.(2011宁德高一质检宁德高一质检)由由A、B、C、D四种金四种金属按下表中装置进行实验。属按下表中装置进行实验。装置装置现象现象二价金属二价金属A不断溶解不断溶解C的质量增的质量增加加A上有气体上有气体产生产生根据实验现象回答下列问题根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中发生反应的离子方程式为装置甲中发生反应的离子方程式为_。(2)装置丙中溶液的装置丙中溶液的H的浓度的浓度_(填填“变变大大”、“变小变小”或或“不变不变”)(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。解析解析:由装置甲中由装置甲中A不断溶解不断溶解,可知可知A与硫酸发与硫酸发生置换反应生置换反应,又又A为二价金属为二价金属,所以反应的离子方所以反应的离子方程式为程式为:A2H=A2H2,A为原电池负为原电池负极极,B为正极