利用化学反应为人类提供能量

1、第第2 2章章 化学键化学键 化学反应与能量化学反应与能量第第3 3节节 化学反应的应用化学反应的应用第第2 2课时课时 化学反应为人类提供能量化学反应为人类提供能量原电池原电池化学反应中既有物质变化又有能量的变化化学反应中既有物质变化又有能量的变化化学能化学能反应释放能量反应释放能量电能电能光能光能热能热能反应吸收能量反应吸收能量二、化学反应为人类提供能量二、化学反应为人类提供能量提供能量提供能量交流交流研讨研讨提示：金属镁在一定条件下提示：金属镁在一定条件下可与水反应，放出热量。可与水反应，放出热量。Mg+2H2O=Mg(OH)2+H21.1.下图是一种下图是一种“即热饭盒即热饭盒”的结构

2、示意图。这种饭盒的结构示意图。这种饭盒使用起来非常方便，撤去底部的隔板几分钟后，饭菜使用起来非常方便，撤去底部的隔板几分钟后，饭菜就变热了，请从能量转化的角度说明其中的道理。就变热了，请从能量转化的角度说明其中的道理。化学能化学能 热能热能交流交流研讨研讨2. 铁路工人经常用利用铝热剂来焊接铁轨，你能解释铁路工人经常用利用铝热剂来焊接铁轨，你能解释其中的原因吗？其中的原因吗？3.化学反应是否能转成电能？如果能，如何转化？化学反应是否能转成电能？如果能，如何转化？化学能化学能 热能热能实验步骤实验步骤 现象现象结论或解释结论或解释 锌片上有气泡锌片上有气泡Zn+2H+ = Zn2+H2铜片上无气

3、泡铜片上无气泡铜与硫酸不反应铜与硫酸不反应铜片上有气泡铜片上有气泡稀硫酸锌片稀硫酸铜片稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片电流表发生偏转电流表发生偏转气体是什么？气体是什么？电流是怎么产生的？电流是怎么产生的？交流研讨交流研讨1.第三个实验中发生的化学反应是？第三个实验中发生的化学反应是？Zn + H2SO4 = H2 +ZnSO42e2.为什么这个反应具有将化学能转化为电能的条件？为什么这个反应具有将化学能转化为电能的条件？氧化还原反应氧化还原反应电子的定向移动电子的定向移动( (先决条件先决条件) )3. 氧氧还反应在什么条件下化学能转化为电能呢？还反应在什么条件下化学能转化为电能呢？稀硫酸稀硫酸

4、锌片锌片铜片铜片化学能转变为电能化学能转变为电能原电池原电池1、原电池、原电池 : 把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片2、原电池的工作原理、原电池的工作原理负极负极(-):电子流出的一极电子流出的一极Zn-2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)正极正极(+)：2H+2e- =H2(还原反应还原反应)e-H+SO42-Zn2+e-氧化反应氧化反应Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池稀硫酸溶液稀硫酸溶液 H2SO4失失e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e- =H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极Zn正极正

5、极Cu 铜锌原电池原理小结：铜锌原电池原理小结：氧化反应、还原反应分开在两极进行。氧化反应、还原反应分开在两极进行。1、稀硫酸和氢氧化钠。、稀硫酸和氢氧化钠。2、铁和氯化铁溶液的反应。、铁和氯化铁溶液的反应。以下反应可否设计成原电池？以下反应可否设计成原电池？否否是是3、原电池的构成条件：、原电池的构成条件：前提条件：前提条件：(1)自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片实验装置实验装置 能否构成能否构成原电池原电池 构成原电构成原电池条件池条件 （电极材料）（电极材料）实验探究二实验探究二:能能(2)活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极能能不能不能思考：

6、思考：负极材料和正极材料可以是哪类物质？负极材料和正极材料可以是哪类物质？负极负极：较活泼的金属：较活泼的金属(失电子、导电失电子、导电)正极正极：较不活泼的金属、石墨等（导电）：较不活泼的金属、石墨等（导电）实验探究三实验探究三:（溶液）（溶液）实验装置实验装置 （1） （2） （3） 能否构成能否构成原电池原电池构成原电构成原电池条件池条件能能Fe能能不能不能思考：思考：反应实质？反应实质？电极必须插入电极必须插入 电解质溶液电解质溶液 中中电解质溶液电解质溶液原电池的负极和电解质原电池的负极和电解质溶液发生氧化还原反应溶液发生氧化还原反应实验探究四实验探究四:（是否闭合）（是否闭合）实验

7、装置实验装置 （1） （2）能否构成原能否构成原电池电池 构成原电池构成原电池条件条件不能不能两极相连形成闭合回路两极相连形成闭合回路能能思考：思考：两电极直接接触算闭合回路吗？两电极直接接触算闭合回路吗？ 是是3、原电池构成条件：、原电池构成条件：(1)(1)首先是自发的氧化还原反应；首先是自发的氧化还原反应；(2)(2)两种活泼性不同的电极；两种活泼性不同的电极； （金属或一种非金属导体）（金属或一种非金属导体）(3)(3)电解质溶液电解质溶液(4)(4)闭合回路闭合回路 ZnCuZnCuABCDEF下列哪些装置能构成原电池？下列哪些装置能构成原电池？G水果水果负极（锌片）：负极（锌片）：

8、 Zn 2e - = Zn 2+负极（锌片）：负极（锌片）： Zn 2e - = Zn 2+正极（石墨）：正极（石墨）： 2H+2e - = H2 正极（铜片）：正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 试着写出下列原电池的两极上的电极反应：试着写出下列原电池的两极上的电极反应：2.请将氧化还原反应：请将氧化还原反应：Fe + CuCl2= Cu + FeCl2 设计成一个原电池，并写出正负极反应。设计成一个原电池，并写出正负极反应。 FeCuCl2 溶液溶液负极（铁片）：负极（铁片）： Zn 2e - = Fe2+正极（碳棒）：正极（碳棒）： Cu2+ + 2e- = Cu 返回返回

9、（1）设计原电池）设计原电池 从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。计成原电池。例：例：利用利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2设计成如设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：负极负极(Cu)：Cu 2e Cu2(氧化反应氧化反应)正极正极(C)：2Fe32e2Fe2(还原反应还原反应)4、原电池原理的应用、原电池原理的应用返回返回（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，一般活动性强的金属为负极，活原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。动性弱的金

10、属为正极。例：例：有两种金属有两种金属A和和B，用导线连接后插入到稀硫，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到酸中，观察到A极溶解，极溶解，B极上有气泡产生，由原极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性电池原理可知，金属活动性AB。思考：思考：有哪些实验现象能判断电池的正负极？有哪些实验现象能判断电池的正负极？返回返回（2）比较金属的活动性强弱）比较金属的活动性强弱: 金属性金属性 负极负极正极正极 判断电池正负极的实验现象判断电池正负极的实验现象: a a、电子：负极、电子：负极导线导线正极正极 b b、电流：正极、电流：正极导线导线负极负极 c c、负极不断溶解、负极不断溶解 d d、正极

11、伴随着得电子物质生成（气泡、金属、正极伴随着得电子物质生成（气泡、金属）1 1、X X、Y Y、Z Z都是金属，把都是金属，把X X浸入浸入Z Z的硝酸盐溶液中，的硝酸盐溶液中，X X的表面有的表面有Z Z析出，析出，X X与与Y Y组成原电池时，组成原电池时，Y Y为电池的为电池的负极。负极。X X、Y Y、Z Z三种金属的活动性顺序为三种金属的活动性顺序为 A AX XY YZ BZ BX XZ ZY Y C CY YX XZ DZ DY YZ ZX XC CY YX XZ Z练一练练一练 2、现有、现有A、B、C、D四种金属，把四种金属，把A、B分别浸入稀分别浸入稀H2SO4中，产生气泡

12、都中，产生气泡都很慢；把很慢；把C、D分别浸入稀分别浸入稀H2SO4中，中，产生气泡都很快；把产生气泡都很快；把A、B用导线连用导线连接时，接时，A上有气泡析出；把上有气泡析出；把C浸入浸入D的的硝酸盐溶液中，硝酸盐溶液中，C的表面有的表面有D析出。析出。这四种金属的活动性顺序由强到弱这四种金属的活动性顺序由强到弱为为 。CDBA返回返回（3）加快氧化还原反应速率）加快氧化还原反应速率 例：例：实验室用实验室用Zn和稀和稀H2SO4(或稀盐酸或稀盐酸)反应制反应制H2，常用，常用粗锌粗锌，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的溶液的溶液(或稀盐酸或稀盐酸)形成原电池

13、，使产生形成原电池，使产生H2的速率加快。的速率加快。(1) 原电池：将化学能转化为电能的装置。原电池：将化学能转化为电能的装置。（1）首先是自发的）首先是自发的氧化还原反应氧化还原反应；（2）两种金属活泼性不同的）两种金属活泼性不同的电极电极； （金属或一种非金属导体）（金属或一种非金属导体）（3）电解质溶液电解质溶液（4）闭合回路闭合回路1、原电池原理：、原电池原理：2、 原电池的构成条件：原电池的构成条件：氧化反应氧化反应原电池原电池电解质溶液电解质溶液失失e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极3.化学能与光能的相互转化化学能与光能的相互转化化学能化学能燃烧燃烧光合作用光合作用光能光能如：光化学电池如：光化学电池 太阳能分解水制氢气太阳能分解水制氢气热能热能电能电能光能光能化学反应提供能源化学反应提供能源请您当医生请您当医生 格林太太漂亮、开朗、乐观。当她开怀大笑时，格林太太漂亮、开朗、乐观。当她开怀大笑时，可以发现整齐的牙齿中镶有两颗假牙：可以发现整齐的牙齿中镶有两颗假牙： 其中一颗是黄金的其中一颗是黄金的这是她富有的标志；这是她富有的标志； 另一颗是不锈钢的另一颗是不锈钢的这是车祸