6.1.1 化学反应与能量 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版

第一节《化学反应与能量变化》2019新教材必修二第六章第1课时化学反应与能量实验展示【实验6-1】在一只试管中加入2mL2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。实验引入实验6-1：打磨过的镁片——稀盐酸——现象现象：(1)看到有气泡产生；(2)用手触摸反应后的试管，________；(3)温度计指示溶液温度______结论:该反应________热量。

化学方程式:Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑手感到发烫升高放出实验展示【实验6-2】将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl

在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。实验6-2：

把Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合搅拌现象：(1)闻到_________气味；(2)用手触摸杯壁下部，有_______的感觉；(3)用手拿起烧杯，木片________________；(4)烧杯内反应物呈_______状结论：该反应_________热量。方程式：______________________________。刺激性冰凉和烧杯粘到一起糊吸收Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O化学反应的特征：1、物质变化：有新物质的产生2、能量变化：有的吸收能量，有的释放能量一般情况，化学反应中能量的变化主要以热量的形式进行释放或吸收把释放热量的化学反应称为放热反应把吸收热量的化学反应称为吸热反应放热反应吸热反应新课展示都不是浓硫酸的稀释，这属于放热反应，还是吸热反应？吸热反应和放热反应的对象都是化学变化。（1）需要加热的反应一定是吸热反应（

）（2）吸热反应一定需要加热才可以进行（

）（3）放热反应不需要加热即可发生（

）（4）放出热量的变化过程一定是放热反应（

）

××××热量变化与反应条件无必然联系，即需要加热或点燃的反应不一定是吸热反应。一、化学反应与热能活动二：

请小组根据已经学过的一些化学反应讨论总结常见的吸热、放热反应。一、化学反应与热能2H2

+

O2

==

2H2O点燃CaO

+

H2O

===

Ca(OH)2HCl

+

NaOH

===

NaCl

+

H2O2Na

+

2H2O

===

2NaOH

+

H2↑2Al

+

Fe2O3

==Al2O3

+

2Fe高温二、常见的放热反应与吸热反应葡萄糖缓慢氧化为CO2和H2O①大多数化合反应②所有燃烧反应③酸碱中和反应④金属与酸或水的置换反应⑤铝热反应⑥物质的缓慢氧化放热反应

实例吸热反应

实例①大多数分解反应②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应③以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应④NaHCO3与盐酸的反应CaCO3

==CaO

+

CO2↑高温HCl+NaHCO3

==NaCl

+

CO2↑+H2OC+CO2

==2COC+H2O

(g)

==CO+H2高温二、1.化学反应中能量变化的原因——微观角度（断吸成放）HHClCl旧化学键新化学键HCl2反应物——旧化学键——断裂——吸热生成物——新化学键——形成——放热化学反应的实质是什么？为什么化学反应中会有热量变化？(3)示例图示：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应过程如图所示：HCl2HHClClH—H键断裂吸收436KJ/mol能量Cl—Cl键断裂吸收243KJ/mol能量H—Cl键形成放出431

X2KJ/mol能量a.断裂1molCl—Cl键和断裂1molH—H键共吸收______kJ；b.形成2molH—Cl键共放出______kJ。结论：该反应最终放出183KJ热量

679862a.E断

<E成

放热反应b.E断>E成

吸热反应2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度化学反应中的能量变化决定于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。E反＞E生

放出热量E反＜E生

吸收热量

宏观角度活动三：

请小组参考书本34页图6-3，讨论画出反应物生成物总能量的大小与化学反应能量变化关系的曲线图。二、2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度

宏观角度

放热反应

吸热反应二、2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度利用过程中面临两个问题一是其短期内不可再生，储量有限；二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能解决办法节能寻找新能源提高燃料的燃烧效率提高能源利用率化学反应中能量变化的原因(笔记)a.微观角度化学键断裂吸收的能量＜化学键形成释放的能量

b.宏观角度反应物的总能量>生成物的总能量

放热反应a.微观角度化学键断裂吸收的能量＞化学键形成释放的能量

b.宏观角度反应物的总能量<生成物的总能量

吸热反应化学反应中能量变化的原因(笔记)结论：键能越高，物质越稳定，本身能量越低。P414学习评价学习评价1、判断正误(1)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(

)(2)相同条件下形成1molH—Cl键放出的能量与断开1molH—Cl键吸收的能量相等(

)(3)放出能量越多的化学反应，其生成物的能量越低(

)(4)有化学键的形成，是化学反应的本质特征(

)(5)伴有能量变化的一定是化学反应(

)2．下列反应，属于放热反应的是(

)A．电解水制氢

B．铝热法制铁C．焦炭和水反应制水煤气 D．煅烧石灰石制生石灰学习评价学习评价3．下列图示变化过程为吸热的是()学习评价学习评价5.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436

根据表中的数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。A．H2B．Cl2C．Br2D．I2(2)下列氢化物中最稳定的是________。A．HClB．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。

我们目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。2015年我国发电总量构成图火力发电的原理水力发电蒸汽化学能热能机械能电能燃烧发电机化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。火力发电的原理化学反应与电能1、煤炭是不可再生资源，会造成能源危机2、煤炭燃烧会产生污染性气体3、转换环节多，能量损耗大，能量的利用率低弊端探究把化学能直接转变为电能的装置？电流是怎样产生的？什么反应中有电子的转移？电子定向移动氧化还原反应写出锌和稀硫酸反应的化学方程式并用单线桥分析Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-

什么方法可使Zn与H+分开，从而让电子定向移动呢？【实验6-3】教材P36页1、将铜片和锌片一起插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。实验现象：Zn片溶解，并有气泡冒出，Cu片无明显现象。解释：Zn+2H+=Zn2++H2↑【实验6-3】教材P36页2、用导线把锌片和铜片连接起来,观察比较导线连接前后的现象。(注意两块金属片不要相接触)。实验现象：Zn片逐渐溶解但无气泡（理论上）；Cu片上有气泡冒出。解释：Cu片上有H2产生。思考：如何证明电子的定向移动？【实验6-3】教材P36页3、用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。实验现象：指针偏转解释：电路中有电流通过，发生了电子定向移动。原电池1.定义：将___________转变成___________的装置叫做原电池。化学能电能AZnCuSO42－H+H+正极负极e－2.本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。锌片：铜片：负

极正

极Zn－2e－=Zn2+2H+＋2e－

=H2↑

(氧化反应)(还原反应)3.电极：稀硫酸锌片铜片Zn－2e－=Zn2+氧化反应负极发生溶解2H++2e－=H2↑还原反应正极产生气泡外电路内电路负极

沿导线

正极正极沿导线负极电子流向：电流方向：阳离子正极阴离子负极原电池总反应：_____________________注意：电子不下水，离子不上岸Zn+2H+=Zn2++H2↑4.工作原理原电池5.原电池形成条件实验装置能否构成原电池结论能不能1、自发进行的氧化还原反应2、反应实质：一般原电池的负极和电解质溶液发生氧化反应Cu①自发的氧化还原反应5.原电池形成条件②电极材料实验装置能否构成原电池结论能能不能1、一般有两种活泼性不同的金属电极（或一种是非金属导体，如石墨）2、一般较活泼的金属作负极；较不活泼的金属、石墨等作正极例外：Al/NaOH/Mg原电池：是Al作负极Cu/HNO3（浓）

/Fe原电池：是Cu作负极5.原电池形成条件③电解质溶液实验装置能否构成原电池结论能能不能电极材料均浸入的是电解质溶液或熔融的离子化合物5.原电池形成条件实验装置能否构成原电池结论④闭合回路能不能整个装置应构成闭合电路，导线连接，或直接接触能(1)有自发进行的氧化还原反应(放热)(2)一般两个活泼性不同的电极，如：金属与金属、金属与非金属(3)电解质溶液

或熔融的离子化合物(4)两极用导线相连，形成闭合回路5.原电池形成条件练习.下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是(

)B总反应：电极反应：6.原电池正负极的判断方法电极材料反应类型电子流向电极现象离子移向负极正极较活泼金属较不活泼金属或能导电的非金属

氧化反应

还原反应

电子流出

电子流入e-不断溶解质量减小电极增重或有气体产生阴离子移向阳离子移向稀硫酸练习.如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(

)CA.B极为原电池的正极B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应原电池原理的应用（1）加快氧化还原反应的速率

例：纯锌、粗锌(含杂质铜)与HCl反应哪个快？√练习：下列现象中，不是由于原电池反应造成的是（

）A．含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快B．金属在潮湿的空气中易腐蚀C．纯铁和稀硫酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率D．纯银器表面变黑D稀硫酸硫酸铜Fe（2）比较金属活动性的强弱

例:有两金属a、b，用导线相连后移入稀H2SO4

中，能溶解的金属活动性较_

__，表面出现较多气泡的金属活动性较_

__。强弱原电池原理的应用X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(

)A.X>Y>Z

B.X>Z>Y

C.Y>X>Z

D.Y>Z>XC（3）设计原电池（课本37页）

自发进行的氧化还原反应电极材料（金属、石墨棒）形成闭合回路（导线、电解质溶液等）原电池的构成要素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）电解质溶液导线形成闭合回路两电极均插入其中①设计原电池的氧化还原反应，分析氧化剂、还原剂②选择正负极材料及电解质溶液③画出原电池装置图④按要求标电子移动、电流、离子移动方向，写电极方程式思考：根据原电池的形成条件设计原电池：请判断以下能否形成原电池，如果能形成，负极是哪一极？稀硫酸AlMgA氢氧化钠AlMgA稀硝酸FeCuA浓硝酸FeCuA生活中的电池化学电池一次电池二次电池燃料电池燃料:铅蓄电池锌银蓄电池镍镉电池锂离子电池普通干电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池

:又称充电电池或蓄电池放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用。:是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源,又称连续电池:电池中的反应物质消耗到一定程度，就不能再次利用。氧化剂:天然气、煤气等H2、甲醇、O2或空气认识化学电源一、一次电池一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池1、普通锌锰电池Zn—MnO2

—NH4Cl负极：Zn-2e-=Zn2+正极：

+2e-+2MnO2=2NH3↑+Mn2O3+H2O总反应Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O0+4+2+3优点：制作简单，便于携带，价格便宜；缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液（锌外壳变薄）糊状NH4Cl显酸性）电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

负极：Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2

正极：2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+2OH–

锌粉取代锌筒，KOH取代NH4Cl，增大接触面积加快反应速率，减少电池内阻，电流大电压高寿命长0+4+3+22、碱性锌锰电池Zn—MnO2

—KOH优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会涨气或漏液。缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。2.二次电池也叫充电电池化学能

电能充电放电充放电转化反应条件不同不是可逆反应。是可逆反应吗？铅酸蓄电池的构造示意图

优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉等。

缺点：比能低、使用寿命短、日常维护频繁等。铅蓄电池放电时的总反应为：负极:Pb+SO42－－2e－=PbSO4正极:PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4＋2H2OPb(s)+PbO2(s)+2H2SO4（aq）2PbSO4(s)+2H2O(l)

放电

充电放电：化学能转化为电能；充电：电能转化为化学能0

+4

+21、铅酸蓄电池Pb—PbO2—H2SO4二次电池锂离子电池：

负极：Li－e-==Li+正极：MnO2

＋e-==

MnO2-优点:质轻、比能量高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。（非水有机溶剂电解液）目前已研制成功多种锂离子电池，某种锂离子电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2，燃料电池利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。高效(能量转化率可以达到80%以上),环境友好。优点3.与其他电池的区别2.原理1.氢氧燃料电池写出H2SO4为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应式写出KOH为电解质溶液的氢氧燃料电池电极反应式负极：正极：O2+4e-+4H+

＝2H2OO2+4e-+2H2O＝4OH-负极：正极：H2

－2e-

＝2H+2H2

－4e-

＝4H+H2-2e-+2OH-＝