資源簡介

(共44張PPT)
第1課時　化學反應的速率
素養要求
1.能從微觀視角理解化學反應速率的影響因素；
2．學會“變量控制”的科學方法，增強證據推理意識；
3．了解化學反應速率及其影響因素與生活密切相關，對化工生產有重要現實意義。
知識基礎·自學·嘗試
核心素養·合作·探究
知識基礎·自學·嘗試
一、化學反應速率
1．表示法
化學反應速率通常用單位時間內__________的減少或____________的增大來表示(取____值)。
2．公式
v(A)＝式中的Δt表示________________，
Δc表示______________________________________。
反應物濃度
生成物濃度
正
某段時間間隔
該段時間內的反應物或生成物的濃度的變化
提醒　一個確定的化學反應涉及反應物、生成物等多種物質，因而定量表示化學反應速率時，必須指明是用哪一種反應物或生成物來表示的。
3．單位
濃度常以______為單位，時間常以_____________為單位，化學反應速率的單位相應為____________或________。
提醒　要注意單位的書寫形式，小括號不能省略，也可寫為mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。


mol/L
min(分)或s(秒)
mol/(L·min)
mol/(L·s)
4．規律
對于同一反應，用不同的物質來表示反應速率，其比值一定等于化學方程式中相應的_____________________________。
如對于反應：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝_____________。
提醒　化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量，同一化學反應用不同的物質來表示化學反應速率時，其數值可以不同，但這些數值所表示的意義相同。
化學計量數之比
m∶n∶p∶q
【學而思】
1.(1)對于反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能否用C和H2O來表示該反應的化學反應速率？



提示：該反應的化學反應速率不能用C(s)表示，可以用H2O(g)表示，固體或純液體的濃度可視為常數，因此不用固體或純液體表示化學反應速率。若反應中水為氣體，可以用來表示反應速率，若水為液體，則不能用水表示反應速率。
(2)反應CO2(g)＋C(s)2CO(g)中，用CO2(g)、CO(g)表示同一時間段的化學反應速率的數值是否相等？它們之間有什么關系？表示的意義是否相同？

提示：數值不相等，速率之比為1∶2(即化學計量數之比)，但表示的意義相同。
2．對于反應3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同條件下，用A、B表示的反應速率分別為條件①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1；條件②v(B)＝(0.45 mol·L－1·min－1)；則該反應在條件①的速率比條件②的速率快嗎？
提示：同一個化學反應，用不同物質表示其反應速率時，數值可能不同，所以比較同一個化學反應的反應速率的相對大小時，不能直接比較數值大小，應先轉化為同一物質、同一單位，然后再比較其數值大小，數值越大表明反應速率越快。將條件①的速率換算成用B表示的速率為v(B)＝，即條件②的速率比條件①的速率快。
二、影響化學反應速率的因素
1．溫度對化學反應速率影響的探究
實驗 試管中均為2～3 mL相同濃度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液 實驗現象 ①產生氣泡速率______ ②產生氣泡速率______ ③產生氣泡速率______
實驗結論 對于反應2H2O2催化劑2H2O＋O2↑來說，溫度越高，H2O2的分解速率越______ 最慢
較快
最快
快
2.反應物濃度的影響
實驗操作
實驗現象 ____________________________________________ 實驗結論 ____________________________________________ 不加水的試管中產生氣泡的速率更快
濃度越大反應速率越快
3.催化劑對化學反應速率影響的探究
實驗 實驗現象 ①有____氣泡出現 ②產生____氣泡 ③產生______氣泡
實驗結論 MnO2、FeCl3可以使H2O2的分解速率______ 少量
大量
大量
加快
提醒　無論是放熱反應還是吸熱反應，升溫都能加快化學反應速率，不能認為升溫只會加快吸熱反應的反應速率。溫度對反應速率的影響與反應物的狀態無關。
4．影響化學反應速率的其他因素
除______________外，還有________、反應物的______、固體_______、壓強、溶劑、光照等許多因素。人們可以通過這些因素來調控化學反應速率。



提醒　對于有氣體參加的化學反應，在其他條件相同時，增大反應體系的壓強，化學反應速率增大，減小反應體系的壓強，化學反應速率減小。

溫度和催化劑
反應物濃度
狀態
表面積
【學而思】
1.下列措施或事實中，分別利用或體現了哪些影響反應速率的因素？
(1)氮氣與氫氣反應生成氨氣需加壓。____________
(2)H2O2分解需加MnO2。____________
(3)集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發生爆炸。_____
(4)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊，產生氣體有快有慢。____________
壓強
催化劑
光
反應物本身的性質
2.在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2，壓強為p(Pa)，并在一定溫度下使其發生反應：
H2(g)＋I2(g) 2HI(g)。該密閉容器有一個可移動的活塞(如圖所示)。向下壓縮活塞，容器內氣體壓強如何變化？氣體濃度如何變化？反應速率如何變化？

提示：向下壓縮活塞，氣體壓強增大，濃度增大，化學反應速率加快。
3．合成氨的反應中，保持容器的容積不變，向其中充入氦氣(He)，反應速率如何變化？如果保持容器內氣體壓強不變，向其中充入氦氣(He)，反應速率如何變化？
提示：保持容器的容積不變，充入氦氣，盡管壓強增大，但反應物濃度不變，反應速率不變；保持容器內氣體壓強不變，充入氦氣，盡管壓強不變，但容器的體積增大，反應物濃度減小，反應速率減小。
[即時練]　
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)由v＝計算平均速率，用反應物表示為正值，用生成物表示為負值。(　　)
(2)同一化學反應，相同條件下用不同物質表示的反應速率，其數值可能不同，但表示的意義相同。(　　)
(3)化學反應速率為0.8 mol·L－1·s－1是指1 s時某物質的濃度為0.8 mol·L－1。(　　)
(4)升溫時不論吸熱反應還是放熱反應，反應速率都增大。(　　)
(5)一定量的鋅與過量的稀硫酸反應制取氫氣，為減慢反應速率而又不影響生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液。(　　)
(6)碳酸鈣與鹽酸反應的過程中，再增加CaCO3固體，反應速率不變，但把CaCO3固體粉碎，可以加快反應速率。(　　)
×
√
×　
√
×
√
2．下列關于化學反應速率的說法中，正確的是(　　)
A．化學反應速率是指一定時間內任何一種反應物物質的量的減少或任何一種生成物物質的量的增加
B．化學反應速率為0.8 mol·L－1·s－1是指1 s時某物質的濃度為0.8 mol·L－1
C．根據化學反應速率的大小可以知道化學反應進行的快慢
D．對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現象就越明顯
解析：化學反應速率一般以某物質單位時間內的濃度(mol·L－1)變化量來表示，A錯誤；反應速率為0.8 mol·L－1·s－1表示1 s內某物質的濃度平均變化了0.8 mol·L－1，而不是1 s 時的實際濃度，B錯誤；反應速率越大，反應越快，反應速率越小，反應越慢，C正確；反應速率的快慢有時不一定能察覺，如酸堿中和反應瞬間就能完成，但幾乎沒有明顯現象發生，D錯誤。
答案：C
3．在某一化學反應中，反應物A的濃度在10 s內從0.8 mol·L－1變為0.2 mol·L－1，則在這10 s內A的化學反應速率為(　　)
A．0.02 mol·L－1
B．0.02 mol·L－1·s－1
C．0.06 mol·L－1·s－1
D．0.06 mol·L－1·min－1
解析：10 s內A的化學反應速率為(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)÷10 s＝0.06 mol·L－1·s－1。
答案：C
4．下列各組化學反應，反應速率最快的是(　　)
選項 反應物 反應物濃度 反應溫度
A H2和F2 均為0.02 mol·L－1 5 ℃
B H2和Br2 均為1 mol·L－1 200 ℃
C H2和Cl2 均為1 mol·L－1 100 ℃
D H2和N2 均為4 mol·L－1 300 ℃
解析：對于不同的化學反應，反應物本身的化學性質是反應速率快慢的決定性因素，題中F2的氧化性最強，與H2反應的速率最快。
答案：A
5.H2O2可用于羊毛、生絲、紙漿等的漂白。5% H2O2溶液在常溫下分解速率很慢，為了加快H2O2分解，改變某一條件，下列裝置與改變的條件相對應的是(　　)
A．甲—溫度、乙—濃度、丙—催化劑
B．甲—濃度、乙—催化劑、丙—溫度
C．甲—催化劑、乙—溫度、丙—濃度
D．甲—溫度、乙—催化劑、丙—濃度
解析：由題圖可知，甲與常溫下5% H2O2溶液的試管裝置相比，在60 ℃的熱水浴中反應速率快，則改變的條件是溫度；乙與常溫下5% H2O2溶液的試管裝置相比，用10%的過氧化氫溶液反應速率快，則改變的條件是濃度；丙與常溫下5% H2O2溶液的試管裝置相比，加了催化劑氯化鐵，則改變的條件是催化劑，所以裝置與改變的條件相對應的是甲—溫度、乙—濃度、丙—催化劑。
答案：A
6．在下列事實中，各是什么因素影響了化學反應速率。
(1)集氣瓶中H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發生爆炸：___________。
(2)黃鐵礦煅燒時要粉碎成碎粒：__________________。
(3)熔化的KClO3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2，則很快產生氣體：______。
(4)同濃度、同體積的鹽酸放入同樣大小的鋅粒和鎂條，產生氣體有快有慢：_____________。
(5)同樣大小的石灰石分別與0.1 mol·L－1鹽酸和(1 mol·L^(-1))鹽酸反應，速率不同：___________。
(6)夏天食品容易變質，而冬天不易發生該現象：________。
光
反應物的接觸面積
催化劑
反應物本身的性質
反應物的濃度
反應溫度
核心素養·合作·探究
目標1　化學反應速率的判斷與計算
例1. 反應4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，經2 min，B的濃度減少0.6 mol·L－1。對此反應速率的表示正確的是(　　)
A．用A表示的反應速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．分別用B、C、D表示反應速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末的反應速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1
D.在2 min內的反應速率，用C表示是0.3 mol·L－1·min－1
解析：化學反應速率不能用固體或純液體的物質的量濃度變化來表示，故A錯誤；同一反應用不同的物質表示化學反應速率，速率之比等于化學計量數之比，B正確；化學反應速率是平均速率而不是瞬時速率，C錯誤；利用v＝計算可知D錯誤。
答案：B
例2. 反應：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同條件下，用不同物質表示其反應速率，分別為
①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1；
②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1；
③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1；
④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1
則此反應在不同條件下進行最快的是(　　)
A．①　　　B．② C．③　　　D．④
答案：B
解析：化學反應速率之比等于化學反應方程式中的化學計量數之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，則用A表示的化學反應速率分別為①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1×3＝1.35 mol·L－1·min－1；③中v(A)＝v(C)＝×0.015 mol·L－1·min－1＝0.022 5 mol·L－1·min－1；④中v(A)＝v(D)＝×0.45 mol·L－1·min－1＝，所以在不同條件下，進行最快的是②，B正確。
關鍵能力
1.化學反應速率的計算方法
(1)定義式法：利用公式v＝計算化學反應速率，亦可利用該公式計算濃度變化量或時間。
(2)關系式法：同一反應中，化學反應速率之比＝物質的量濃度變化量之比＝物質的量變化量之比＝化學計量數之比。
2．反應速率大小比較的兩種方法
(1)定性比較法
通過明顯的實驗現象(如反應的劇烈程度、產生氣泡或沉淀的快慢等)或分析化學反應發生的條件(溫度、濃度、壓強、催化劑等)來定性判斷化學反應的快慢。
(2)定量比較法
對同一化學反應，用不同物質表示化學反應速率時，數值可能不同。比較時應統一單位。
①歸一法：根據用不同物質表示的化學反應速率之比等于化學方程式中化學計量數之比，將用不同物質表示的化學反應速率換算為用同一種物質表示的化學反應速率，最后依據數值大小進行比較。
②比值法：可通過比較用某一物質表示的化學反應速率與其對應的化學計量數的比值進行判斷，比值大的化學反應速率快。如對于反應：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，若>，則用A表示的反應速率快。
歸納　化學反應速率的幾個要點
(1)在同一化學反應里，用不同的物質表示的反應速率可能不同，但意義相同，故描述反應速率時必須指明具體的物質。
(2)固體或純液體的濃度視為常數，因此不用固體或純液體表示化學反應速率。
(3)化學反應速率是一段時間內的平均反應速率，而不是某一時刻的瞬時速率。

[對點練]
1．對于化學反應3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反應速率關系中正確的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
解析：化學反應速率之比等于化學方程式的化學計量數之比，則v(W)＝v(Z)，3v(X)＝2v(Z)，2v(X)＝v(Y)，2v(W)＝3v(X)。
答案：C
2．在2 L的密閉容器中有如下圖所示的反應。
看圖按要求回答下列問題：
(1)圖中，反應物：Ⅰ是________，Ⅱ是________。
(2)寫出反應的方程式：
Ⅰ_____________________________________________________，
Ⅱ_____________________________________________________。
(3)在圖Ⅱ中，以0～10 s內的平均反應速率計算，t＝6 s時A的濃度是________mol·L－1。
A
A
3A===2B＋C
A B＋2C
0.96
解析：在圖Ⅰ和圖Ⅱ中，都是A的濃度隨反應的進行不斷減少至不變，B、C的濃度隨反應的進行不斷增多至不變，所以A為反應物，B、C為生成物。不同的是圖Ⅰ中A的最終濃度為0，圖Ⅱ中A的最終濃度不為0，所以圖Ⅰ中的反應是不可逆反應，圖Ⅱ中的反應是可逆反應。圖Ⅱ中，10 s內，Δc(A)＝1.2 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝0.4 mol·L－1，所以6 s內Δc(A)＝6 s×＝，此時c(A)＝1.2 mol·L－1－0.24 mol·L－1＝。
[示例]　在一定條件下，向2 L密閉容器中充入2 mol N2和4 mol H2發生反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，10 min時測定生成NH3 1 mol，則用N2、H2、NH3表示的平均反應速率分別為多少？三者之比為多少？

答案：
N2(g)　＋　3H2(g) 2NH3(g)
n(始)(mol) 2 4 0
Δn(mol) 0.5 1.5 1
n(10 min時)(mol) 1.5 2.5 1
所以v(N2)＝＝0.025 mol·L－1·min－1
v(H2)＝＝0.075 mol·L－1·min－1
v(NH3)＝＝0.05 mol·L－1·min－1
v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2。
目標2　影響化學反應速率的因素與分析
例3. 控制變量法是科學研究的重要方法。相同質量的Fe與足量稀硫酸分別在下列條件下發生反應，其中化學反應速率最大的是(　　)
選項 硫酸濃度 反應溫度 鐵的狀態
A 0.5 mol·L－1 20℃ 塊狀
B 0.5 mol·L－1 20℃ 粉末狀
C 1 mol·L－1 35℃ 塊狀
D 2 mol·L－1 35℃ 粉末狀
解析：溫度越高，反應速率越快，C和D的溫度均為35℃，且D中硫酸的濃度最大可以加快反應速率，Fe為粉末狀，能增大與稀硫酸的接觸面積，同樣可加快反應速率，則D中反應速率最快。
答案：D
拓展　變量控制
科學研究中，對于多因素(多變量)的問題，常常采用只改變其中的某一個因素，控制其他因素不變的研究方法，使多因素的問題變成幾個單因素的問題，分別加以研究，最后再將幾個單因素問題的研究結果加以綜合。這種變量控制的方法是科學探究中常用的方法。
關鍵能力
影響化學反應速率的因素
特別提示　三點注意
(1)固體表面積：固體顆粒越小，其單位質量的表面積越大，與其他反應物的接觸面積越大，化學反應速率越大。
(2)反應物狀態：一般來說，配成溶液或反應物是氣體，都能增大反應物之間的接觸面積，有利于增大反應速率。
(3)形成原電池，可以增大氧化還原反應的反應速率。
[對點練]
3．下列各組反應(表中物質均為反應物)，在反應剛開始時，放出H2的速率最大的是(　　)
答案：D
解析：影響反應速率的內因是反應物本身的性質，外因是反應條件，C速率最小。Mg與HNO3不會產生氫氣，B、D只比較c(H＋)即可，而鹽酸為一元強酸，硫酸為二元強酸，因此相同濃度的鹽酸與硫酸中，硫酸的c(H＋)大于鹽酸，D符合題意。
4.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中，產生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下列因素中，影響該反應速率的是(　　)
①鹽酸的濃度　②鎂條的表面積　
③溶液的溫度 ④Cl－的濃度
A．①④ B．③④
C．①③ D．②③
解析：鎂與鹽酸反應的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，與H＋有關，與Cl－無關。在鎂與鹽酸的反應中，剛開始時H＋的濃度最大，反應速率應最大，但由于此反應為放熱反應，溫度升高，化學反應速率還會增大，隨著化學反應的進行，H＋濃度逐漸減小，化學反應速率又逐漸減慢。
答案：C(共42張PPT)
第2課時　
化學反應的限度　化學反應條件的控制
素養要求
1.了解可逆反應的含義，知道可逆反應在一定條件下能達到化學平衡。
2．體會從限度和快慢兩個方面去認識和調控化學反應的重要性。
3．認識化學變化是有條件的，學習運用變量控制方法研究化學反應，了解控制反應條件在生產和科學研究中的作用。
知識基礎·自學·嘗試
核心素養·合作·探究
知識基礎·自學·嘗試
一、化學反應的限度
1．可逆反應
(1)定義：在同一條件下____________和____________均能進行的化學反應。
(2)特點
在________，正向反應(反應物→生成物)和逆向反應(生成物→反應物)________。
例如：SO2和H2O反應的化學方程式為________________________。
正反應方向
逆反應方向
同一條件下
同時進行　
SO2＋H2O H2SO3
特別提示　可逆反應的特點及表示方法
(1)雙向性——正反應和逆反應發生的條件相同。
(2)雙同性——正反應和逆反應在同一條件下同時進行。
(3)共存性——不管反應時間長短，反應物總有剩余，最終反應物與生成物共存。
(4)表示方法
書寫可逆反應的化學方程式時不用“===”而用“ ”。

項目 濃度 速率變化 v正、v逆關系
開始 反應物濃度______ v正______ v正______v逆

生成物濃度______ v逆______ 變化 反應物濃度______ v正______ v正______v逆
生成物濃度______ v逆______ 平衡 反應物濃度______ v正______ v正______v逆
生成物濃度______ v正______ 2．化學平衡狀態
(1)化學平衡的建立
在一定條件下，向反應容器中加入N2和H2發生反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。
最大
最大
最小
最小
　>
減小
減小
增大
增大
>
不變
不變
不變
不變
＝
(2)化學平衡建立過程中的速率—時間(v t)圖像如圖所示。
(3)化學平衡和限度
①化學平衡狀態：在一定條件下，____反應進行到一定程度時，_________與____________相等，____________________________都不再改變，達到一種表面靜止的狀態，簡稱化學平衡。
②化學反應的限度：化學平衡狀態是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的____________。
可逆
正反應速率
逆反應速率
反應物的濃度和生成物的濃度
最大程度
提醒　關于化學平衡狀態的四個要點
(1)前提：“一定條件”，即正、逆反應必須在同一反應條件(如溫度、壓強等)下進行。
(2)使用范圍：“可逆反應”，反應不能進行到底，反應物和生成物同時存在于同一反應體系中。
(3)微觀實質：正、逆反應速率相等。
(4)宏觀特征：各組分的濃度保持不變。
【學而思】
1.(1)已知2SO2＋O2 2SO3，則在催化劑、加熱條件下，將2 mol SO2和1 mol O2充入密閉容器中進行反應，最終能否生成2 mol SO3



(2)可逆反應進行一定時間后，各組分的濃度相等或正好等于化學計量數之比時，可逆反應是否達到平衡？
提示：不能。可逆反應中，正反應和逆反應同時進行，均不能進行到底。即在可逆反應體系中，反應物和生成物共存，所以2 mol SO2和1 mol O2不可能完全轉化為SO3，最終生成的SO3的物質的量肯定小于2 mol。
提示：不一定。可逆反應達到平衡時，各組分的濃度保持不變，不一定相等，也不一定等于化學計量數之比。
2．(1)恒容密閉容器中的可逆反應2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO，能否說明該反應已達到平衡狀態？若混合氣體的顏色不再改變，能否說明？請說明理由。


提示：單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO，其中描述的都是正反應方向的速率，不能說明反應是否處于平衡狀態。混合氣體的顏色不變，即c(NO2)保持不變，能說明反應處于平衡狀態。
(2)恒容密閉容器中，通入1 mol CO2和3 mol H2發生反應CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，體系中＝，且保持不變，能否說明該反應已達到平衡狀態？若混合氣體的平均相對分子質量不變，能否說明？請說明理由。
提示：是不變量，不能說明反應是否達到平衡。因反應前后的氣體物質的量不同，混合氣體的平均相對分子質量不變，表明反應已達到平衡狀態。
(3)在溫度和體積一定時，發生反應2HI(g) H2(g)＋I2(g)，容器內壓強不再變化，能否說明該反應已達到平衡狀態，請說明理由。
提示：不能。在該反應中，反應前后的氣體的總物質的量不變，反應無論是否達到化學平衡，反應容器內壓強都不隨時間變化。
二、化學反應條件的控制
1．條件控制的意義
速率
利用率
速率
副反應
有害物質
2．條件控制在工業合成氨中的應用
(1)化學理論：________溫、________壓時有利于提高氨的產率。
(2)工業實際：
①溫度——溫度低，氨的產率高，反應速率小，達到化學平衡所需時間長，生產成本高，工業上通常選擇在________________下進行。
②壓強——壓強越大，氨的產率越高，對動力和生產設備的要求也越高，采用的壓強通常為____________。
低
高
400 ℃～500 ℃
10 MPa～30 MPa
特別提示　控制反應條件的兩個角度及方法
(1)控制化學反應速率
通過改變溫度、濃度、壓強、催化劑、固體的接觸面積等影響化學反應速率的條件，使反應速率達到預想值。
(2)控制化學反應的限度
通過改變溫度、濃度、壓強等影響平衡狀態的條件，使可逆反應達到預想限度。
注意：在實施上述兩項“控制”時，還要考慮到使“速率”和“限度”的綜合效果最佳，不能片面追求某一方面最佳。
【學而思】
1.高爐煉鐵時，實際消耗的焦炭遠高于理論計算量，為什么？



提示：高爐中發生的反應CO2＋C 2CO為可逆反應，不能完全反應。CO與Fe2O3反應也不能完全轉化為Fe和CO2。
2．以下是2SO2＋O2 2SO3在不同條件下達到平衡狀態時SO2的轉化率。
從以上數據分析，要實現SO2轉化率為93.5%，需控制的反應條件是什么？提高該化學反應限度的途徑有哪些？
提示：500 ℃、0.1 MPa。由表可知，要提高反應限度，可以采取增大壓強或在一定范圍內降低溫度等方法。
[即時練]
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)任何可逆反應都有一定的限度。(　　)
(2)化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等。(　　)
(3)化學反應的限度與時間的長短無關。(　　)
(4)化學反應的限度是不可改變的。(　　)
(5)化學平衡的建立與反應條件密切相關。(　　)
(6)達到化學平衡狀態時，化學反應即停止。(　　)
√
√
√
×
√
×
2．下列說法正確的是(　　)
A．H2可燃燒生成水，水可電解生成H2，上述兩個反應互為可逆反應
B．用含18O的氧氣氧化不含18O的SO2時，反應一段時間后，SO2中也會含有18O
C．可逆反應的反應物在一定的條件下也能完全反應
D．可逆反應不可能有能量變化
答案：B
3．下列說法中不正確的是(　　)
A．一個可逆反應達到平衡狀態，就是這個反應在該條件下所能達到的限度
B．當一個可逆反應達到平衡狀態時，這個反應的正反應速率和逆反應速率相等
C．可以通過控制反應條件，使2 mol SO2與1 mol O2反應生成2 mol SO3
D．化學反應的限度可以通過改變條件來改變
解析：對于可逆反應，達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等，反應物的轉化率最大，A、B正確；2SO2＋O2 2SO3是可逆反應，無論怎樣控制條件，反應物的轉化率都不可能達到100%，即2 mol SO2與1 mol O2反應，不會生成2 mol SO3，C錯誤；化學反應的限度可通過改變條件，如溫度、壓強等來改變，D正確。
答案：C
4．化學反應限度的調控在工業生產和環保技術等方面得到了廣泛的應用。如果設法提高化學反應的限度，下面說法中錯誤的是(　　)
A．能夠節約原料和能源
B．能夠提高產品的產量
C．能夠提高經濟效益
D．能夠提高化學反應速率
解析：提高化學反應的限度，可使更多的反應物轉化為生成物，提高產品的產量，提高原料的利用率，但不一定提高化學反應速率。
答案：D
5．對于工業合成氨反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，以下分析不正確的是(　　)
A．可以通過改變溫度、壓強控制合成氨的反應限度
B．高壓比常壓條件更有利于合成氨的反應，提高氨氣的產率
C．500 ℃左右比室溫更有利于合成氨的反應，提高氨氣的產率
D．合成氨工業采用高壓，不僅能提高轉化率，還能縮短到達平衡的時間
解析：可以改變外界條件控制化學反應的限度，A正確；壓強越大，氨的產率越高，B正確；合成氨的生產在溫度較低時，氨的產率較高，C錯誤；壓強越大，氨的產率越高，反應物的轉化率越高，同時，壓強越高，化學反應速率越快，達到平衡的時間越短，D正確。
答案：C
6．某溫度下，在2 L密閉容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。
(1)由圖中數據分析，該反應的化學方程式為____________________。
(2)反應開始至2 min，Z的平均反應速率為________________。
(3)判斷第5 min時反應是否達到平衡？________(填“是”或“否”)；第5 min時，Z的生成速率________Z的消耗速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
3X＋Y 2Z
0.05 mol·L－1·min－1
是
等于
解析：由題圖可知，2 min后各物質的物質的量都不再發生改變且均不為0，說明該反應是可逆反應。(1)書寫反應的化學方程式，關鍵是確定反應物、生成物以及化學方程式中各物質的化學計量數。一般反應物的物質的量隨反應的進行不斷減小，生成物的物質的量隨反應的進行不斷增加，由題圖可知，X、Y為反應物，Z為生成物。結合圖示中2 min內X、Y、Z物質的量的變化量可知，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.0－0.7)mol∶(1.0－0.9) mol∶(0.2－0)mol ＝3∶1∶2，故該反應的化學方程式中X、Y、Z的化學計量數之比為3∶1∶2。(2)欲求Z物質在2 min內的平均反應速率，可先求出Z的物質的量濃度的變化量，再根據反應速率的計算式v＝求解。(3)第5 min時，各物質的物質的量不變，說明反應達到平衡狀態，此時v正＝v逆。
核心素養·合作·探究
目標1　化學平衡的建立——化學反應的限度
例1. 如圖所示為可逆反應X2＋3Y2 2Z2在反應過程中的反應速率v(mol·L－1·min－1)隨時間t(min)變化的關系曲線，下列敘述正確的是(　　)
A．t1 min時，只有正反應在進行
B．t1 min時，反應達到平衡狀態
C．t2～t3 min，反應不再進行
D．t2～t3 min，各物質的濃度不再發生變化
解析：從題圖可知，t1 min時，正、逆反應同時進行，A錯誤；t2 min時，反應達到平衡狀態，B錯誤；平衡狀態為動態平衡，C錯誤；反應達到平衡狀態后，各物質的濃度不再發生變化，D正確。
答案：D
關鍵能力
一、化學平衡的建立過程
1．速率變化
2．圖像表示
二、化學平衡狀態的特征
1．本質(動態特征)：v正＝v逆≠0
(1)同種物質：同一物質的生成速率等于其消耗速率；
(2)不同物質必需標明是“異向”的反應速率關系，如反應aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，＝時，反應達到平衡狀態。
2．表現(靜態特征)：各種“量”不變
(1)各物質的質量、物質的量、濃度不變。
(2)各物質的百分含量(物質的量分數、質量分數、體積分數)不變。
(3)溫度、壓強(化學方程式兩邊氣體體積不相等的反應)或顏色(某組分有顏色)不變。
[對點練]
1．對于化學反應的限度的敘述，錯誤的是(　　)
A．任何可逆反應都有一定的限度
B．化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等
C．化學反應的限度與時間的長短無關
D．化學反應的限度是不可改變的
解析：任何可逆反應都有一定的限度，當反應達到限度時，反應達到化學平衡，此時v(正)＝v(逆)。對同一個達到化學平衡的可逆反應，當外界條件不變時，反應的限度不變，與時間長短無關，但當外界條件發生改變，引起v(正)與v(逆)不相等時，化學平衡被破壞，化學反應的限度也會發生改變。
答案：D
2．在已達到平衡的可逆反應2SO2＋O2 2SO3中，充入由18O組成的氧氣一段時間后，18O存在于下列物質中的(　　)
A．多余的氧氣中
B．生成的三氧化硫中
C．氧氣和二氧化硫中
D．二氧化硫、氧氣和三氧化硫中
解析：該反應為可逆反應，18O的加入定會與SO2結合生成含18O的SO3，同時含18O的SO3又會分解得到SO2和O2，使SO2、O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3這三種物質中。
答案：D
3．哈伯因發明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎。現向一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定條件下使該反應發生。下列說法正確的是(　　)
A．達到化學平衡時，N2將完全轉化為NH3
B．達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度一定相等
C．達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率都為0
D．達到化學平衡時，3v正(N2)＝v逆(H2)
答案：D
目標2　化學平衡狀態的判斷
例2. 在一定溫度下，反應H2(g)＋I2(g) 2HI(g)達到化學平衡狀態的標志是(　　)
A．單位時間內生成n mol H2，同時就有n mol HI生成
B．單位時間內有n mol H2生成，同時就有n mol I2生成
C.容器內氣體的總壓強不隨時間的變化而變化
D．1個H—H鍵斷裂的同時，有2個H—I鍵斷裂
答案：D
解析：生成H2是逆反應，生成HI是正反應，根據化學方程式中的化學計量數關系，如果正、逆反應速率相等，則生成n mol H2的同時應有2n mol HI生成，A錯誤；生成H2和生成I2均是逆反應，沒有說明正反應速率，且不管平衡是否建立，只要反應進行，生成H2和I2的物質的量之比始終為1∶1，B錯誤；該反應前后氣體總的物質的量保持不變，在其他條件一定時，反應從開始到反應達到平衡狀態時，壓強就一直保持不變，故氣體總的壓強不變不能說明反應已經達到平衡狀態，C錯誤；斷裂H—H鍵是正反應，斷裂H—I鍵是逆反應，根據化學方程式的化學計量數關系，斷裂1個H—H鍵的同時，有2個H—I鍵斷裂，其正反應速率等于逆反應速率，D正確。
特別提示　判斷化學平衡狀態的技巧
判斷平衡狀態，技巧是“正逆相等、變量不變”。
(1)“正逆相等”：若是同一物質，正、逆反應速率相等；若是不同物質，正、逆反應速率之比等于化學計量數之比。
(2)“變量不變”：變量即平衡前是一直變化的物理量，當這個變量不再發生改變時，可以判斷反應達到平衡狀態。
關鍵能力
化學平衡狀態的判斷標志
1．直接標志
(1)v正＝v逆
①同一種物質的生成速率等于消耗速率；
②在化學方程式同一邊的不同物質的生成速率與消耗速率之比都等于化學計量數之比；
③在化學方程式兩邊的不同物質的生成(或消耗)速率之比等于化學計量數之比。
(2)各組分的濃度保持一定
①各組分的濃度不隨時間的改變而改變；
②各組分的質量分數、物質的量分數、體積分數不隨時間的改變而改變。
2．間接標志
(1)反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化(適用于反應前后氣體體積不等的反應)。
(2)對于反應混合物中存在有顏色變化的物質的可逆反應，若體系中顏色不再改變，則反應達到平衡狀態。
(3)全是氣體參加的反應前后化學計量數改變的可逆反應，平均相對分子質量保持不變。
(4)對同一物質而言，斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。
提醒　化學平衡狀態判斷的“兩種誤區”
(1)各組分的濃度相等證明反應達到平衡狀態。
(2)各組分的分子數之比等于化學計量數之比證明反應達到平衡狀態。
反應達到化學平衡狀態時，各組分的濃度保持不變，但不一定相等，也不一定等于化學計量數之比。
[對點練]　
4．可逆反應2NO2 2NO＋O2在體積固定的密閉容器中進行，達到平衡狀態的標志是(　　)
①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態
④混合氣體的顏色不再改變的狀態
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態
⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態
⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦
C．①③④⑤ D．全部
答案：A
解析：①中單位時間內生成n mol O2的同時必消耗2n mol NO2，知v正＝v逆，所以①能說明達到平衡狀態；②所描述的都是指正反應方向的速率，無法判斷；③無論反應是否達到平衡狀態，物質的反應速率之比都等于化學方程式中物質的化學計量數之比；④有色氣體的顏色不變能夠說明反應達到了化學平衡狀態；因為容器體積固定，密度是一個常數，所以⑤不能說明；該反應是一個反應前后氣體體積不等的反應，容器的體積又固定，所以⑥⑦均能說明反應達到化學平衡狀態。
5．對于可逆反應M＋N Q達到平衡狀態時，下列說法正確的是(　　)
A．M、N、Q三種物質的濃度一定相等
B．M、N全部變成了Q
C．反應物和生成物的濃度都保持不變
D．反應已經停止
解析：平衡時反應物、生成物的濃度之比應從兩個方面考慮：一是反應物的起始濃度，二是化學方程式中的化學計量數。如2 mol M與1 mol N反應，無論怎樣反應，M與N的濃度永遠不相等，所以“M、N、Q三種物質的濃度一定相等”這種說法是錯誤的，A錯誤；此反應是可逆反應，B錯誤；反應物和生成物的濃度都保持不變，可以說明反應達到平衡狀態，但未停止，C正確，D錯誤。
答案：C(共10張PPT)
實驗活動7　化學反應速率的影響因素
實驗目的
1．體驗濃度、溫度和催化劑對化學反應速率的影響。
2．理解改變反應條件可以調控化學反應的速率。
實驗原理
1．硫代硫酸鈉與硫酸的反應
硫代硫酸鈉與硫酸反應會生成不溶于水的硫：
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
比較渾濁現象出現所需時間的長短，可以判斷該反應進行的快慢。
2．過氧化氫分解會產生氧氣，在有或無催化劑存在下進行對比實驗，通過觀察氧氣產生的快慢可以看出催化劑對該反應速率的影響。
實驗用品
器材：燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、藥匙、秒表。
試劑：0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L－1H2SO4溶液、10% H2O2溶液、1 mol·L－1 FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸餾水。
實驗過程和結論
1．濃度對化學反應速率的影響
<
越快
2.溫度對化學反應速率的影響
>
越快
3.催化劑對化學反應速率的影響
快
催化劑可以加快反應速率
問題和討論
1．鋅與稀硫酸反應制取氫氣的實驗中，為加快生成氫氣的速率，通常用鋅粉代替鋅粒，其原因是什么？



2．請從化學反應快慢的角度解釋為什么使用電冰箱保存食物？
提示：反應物的接觸面積越大，反應速率越快，鋅粉的表面積遠大于鋅粒，用鋅粉代替鋅粒時，增大了鋅與硫酸的接觸面積，使生成氫氣的速率加快。
提示：食物腐敗是因為發生了化學反應，在其他條件相同時，溫度越低，化學反應越慢，人們用電冰箱把食物放置在低溫下保存，以減緩食物的腐敗。
練習與應用
草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發生如下反應：
Mn＋H2C2O4＋H＋―→Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)。用4 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4溶液與2 mL (0.01 mol·L－1) H2C2O4溶液，研究不同條件對化學反應速率的影響，改變的條件如表所示。
組別 10%硫酸體積/mL 溫度/℃ 其他物質
Ⅰ 2 20 —
Ⅱ 2 20 10滴飽和
MnSO4溶液
Ⅲ 2 30 —
Ⅳ 1 20 1 mL蒸餾水
(1)如果研究催化劑對化學反應速率的影響，使用實驗________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)；
(2)如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗________和________。
(3)對比實驗Ⅰ和Ⅳ，可以研究______________對化學反應速率的影響，實驗Ⅳ中加入1 mL蒸餾水的目的是__________________________。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
c(H＋)或c(H2SO4)
確保所有實驗中c(KMnO4)、
c(H2C2O4)不變和溶液總體積不變
解析：(1)(2)研究某一因素對化學反應速率的影響時，要保證其他各條件完全相同。(3)對比Ⅰ和Ⅳ，反應的溫度、溶液的體積等都相同，僅有c(H＋)不同，故可研究c(H＋)對反應速率的影響。加1 mL水的目的是確保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不變和溶液總體積不變。(共44張PPT)
第1課時　化學反應與熱能
素養要求
1.認識物質具有能量，認識吸熱反應與放熱反應。
2．了解化學反應體系能量改變與化學鍵的斷裂和形成有關。
3．知道化學反應可以實現化學能與其他能量形式的轉化，體會提高燃料的燃燒效率、開發高能清潔燃料的重要性。
知識基礎·自學·嘗試
核心素養·合作·探究
知識基礎·自學·嘗試
一、吸熱反應和放熱反應
1．實驗探究
(1)鎂條和稀鹽酸的反應
(2)Ba(OH)2·8H2O和氯化銨反應
實驗現象 有______產生；用溫度計測量，水銀柱___________
離子反應 _______________________________________________
實驗結論 活潑金屬與酸反應是______反應
實驗現象 聞到______氣味，燒杯壁______；木片和燒杯____________，
混合物呈______
化學反應 ____________________________________________________________
實驗結論 該反應是______反應
氣泡
上升
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
放熱
刺激性
發涼
黏結在一起
糊狀
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
吸熱
2.放熱反應和吸熱反應
(1)放熱反應：________的化學反應，
如_______________________________________________________等。
(2)吸熱反應：________的化學反應，
如_______________________________________________________等。

釋放熱量
鎂條、鋁片與鹽酸的反應，木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒，氫氣與氯氣的化合反應
吸收熱量
氫氧化鋇與氯化銨的反應，鹽酸與碳酸氫鈉的反應，灼熱的炭與二氧化碳的反應
【學而思】
1.做實驗時，不管是吸熱反應還是放熱反應可能用到酒精燈加熱，怎樣判斷該反應是吸熱反應還是放熱反應？放熱反應加熱的目的是什么？





提示：持續用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反應就停止的反應是吸熱反應；開始用酒精燈加熱，反應開始后，撤去酒精燈仍能繼續反應的是放熱反應。放熱反應加熱的目的一般是引發反應。
2．適合外出旅游時使用的“即熱快餐”，其外層分別包裝了兩種互不接觸的化學物質，使用時將兩種物質接觸并反應，對食物進行加熱。下列幾組物質：生石灰和水、濃硫酸和水、食鹽和水、硝酸銨和水，其中最適合的是哪種？
提示：生石灰和水。生石灰與水反應放出大量的熱，宜使用；濃硫酸溶于水放熱，但濃硫酸具有極強的腐蝕性，不可用于食品；食鹽和水不反應，食鹽溶于水不能對食物進行加熱；硝酸銨溶于水吸收熱量，不能給食物加熱。
二、化學反應中能量變化的原因
1．化學反應中能量變化的原因——微觀角度
結論：化學鍵的____________是物質在化學反應中發生能量變化的主要原因。
吸收
釋放
斷裂和形成
2．化學反應中能量變化的決定因素——宏觀角度
(1)從物質具有的能量理解兩反應
①放熱反應：可看成反應物所具有的____能轉化為___能釋放出來。
②吸熱反應：可看成____能轉化為____能被生成物所“儲存”。
化學
熱
熱
化學
(2)化學反應中能量變化圖示
結論：化學反應中的能量變化決定于________________________的相對大小。

釋放
吸收
反應物總能量與生成物總能量
【學而思】
1.根據H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)中能量變化的數據，探索化學反應前后的能量變化。
679
862
183
高于
2.如圖是1 mol氫氣燃燒的能量變化圖，試分析a、b表示的含義。
提示：化學反應發生時首先斷裂反應物中的化學鍵，再形成生成物中的化學鍵，故a表示斷裂1 mol H—H鍵、0.5 mol O===O鍵所吸收的能量，b表示形成2 mol H—O鍵所放出的能量。
提醒　化學反應中能量轉化的形式
(1)化學反應的能量變化還可以看做是“儲存”在物質內部的能量(化學能)轉化為熱能、電能或光能等釋放出來的過程。
(2)化學反應的能量變化也可以看做是熱能、電能或光能等物質外部的能量轉化為物質內部的能量(化學能)被“儲存”起來的過程。

三、人類對能源的利用
1．人類利用能源的三個階段
煤
石油
天然氣
2．化石燃料利用過程中亟待解決的兩方面問題
(1)一是其短期內________，儲量有限；
(2)二是煤和石油產品燃燒排放的粉塵、_____、_____、____等是大氣污染物的主要來源。
3．在燃料利用過程中，節能的主要環節
(1)燃料燃燒階段——可通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的____________；
(2)能量利用階段——可通過使用節能燈，改進電動機的材料和結構，以及發電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯產等措施促進能源循環利用，有效提高________________。
不可再生
SO2　
NOx
CO
燃燒效率
能源利用率
4．新能源
再生
無污染　
太陽
風
海洋
氫
拓展　1.碳達峰：就是指CO2年總量的排放在某一個時期達到歷史最高值，達到峰值之后逐步降低。
2．碳中和：是指CO2的排放總量和減少總量相當；當在一定時期內，通過植樹、節能減排、碳捕集、碳封存等方式抵消人為產生的二氧化碳，實現二氧化碳凈排放為零，也就實現了“碳中和”。
[即時練]
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)化學反應必然伴隨能量變化。(　　)
(2)化學鍵斷裂需要吸收能量，化學鍵形成會放出能量。(　　)
(3)相同條件下由原子形成1 mol H—Cl鍵所放出的能量與斷開1 mol H—Cl鍵吸收的能量相等。(　　)
(4)放出能量越多的反應通常生成物越不穩定。(　　)
(5)NaOH溶于水要釋放能量。(　　)
(6)煤、石油和天然氣都是化石能源。(　　)
(7)柴草燃燒時，化學能全部轉化為熱能。(　　)
√
√
√
×
√
√
×
2．化學反應的發生必然伴有能量的轉化，其最根本原因是(　　)
A．化學反應中一定有新物質生成
B．化學反應中舊的化學鍵的斷裂需要吸收能量，新的化學鍵的形成需要放出能量
C．化學反應通常需要加熱等條件才能發生
D．能量變化是化學反應的基本特征之一
答案：B
3．下列各圖中，表示該化學反應是吸熱反應的是(　　)
解析：吸熱反應中反應物的總能量低于生成物的總能量，A項正確。
答案：A
4．已知：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，測得反應過程中溶液溫度升高。下列說法中不正確的是(　　)
A．屬于放熱反應
B．屬于氧化還原反應
C．生成物的總能量高于反應物的總能量
D．化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因
解析：反應過程中溶液溫度升高，說明該反應為放熱反應，A正確；該反應中Mg元素、H元素化合價發生改變，屬于氧化還原反應，B正確；由于該反應為放熱反應，故生成物總能量低于反應物總能量，C錯誤；化學鍵斷裂需要吸收能量，成鍵會放出能量，故化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因，D正確。
答案：C
5．下列反應中，屬于放熱反應的是____________，屬于吸熱反應的是________(填序號)。
①煅燒石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)
②燃燒蜂窩煤取暖　
③炸藥爆炸　
④硫酸與氫氧化鉀溶液反應　
⑤生石灰與水作用制熟石灰　
⑥食物腐敗　
⑦碳與水蒸氣反應制得水煤氣
　
②③④⑤⑥
①⑦
核心素養·合作·探究
目標1　化學反應中能量變化的分析與計算
例1.如圖是某化學反應過程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是(　　)
A．該反應為吸熱反應
B．該圖可以表示Zn與HCl溶液反應的能量變化
C．該反應先發生物質變化后發生能量變化
D．斷開反應物化學鍵吸收的能量大于形成生成物化學鍵放出的能量
答案：B
解析：A錯，由圖可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，則該反應是放熱反應。B對，Zn和HCl溶液反應生成ZnCl2和H2，并放出熱量，符合圖示能量變化。C錯，化學反應過程中，物質變化和能量變化同時發生。D錯，該反應是放熱反應，斷開反應物中化學鍵吸收的能量小于形成生成物中化學鍵放出的能量。
提醒　從能量守恒的角度來看，反應物斷鍵吸收的總能量＋反應物的總能量＝生成物成鍵釋放的總能量＋生成物的總能量。

例2. 根據下面的信息，判斷下列敘述正確的是(　　)
形成1 mol H2O的共價鍵,釋放930 kJ能量H2O(g)
A．氫氣與氧氣反應生成水的同時釋放能量
B．氫氣與氧氣反應生成水的同時吸收能量
C．1 mol H2與mol O2反應生成1 mol H2O一定釋放能量245 kJ
D．2 mol H2(g)與1 mol O2(g)反應生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ
答案：A
解析：由題中信息可知，1 mol H2(g)的共價鍵斷裂吸收能量436 kJ， mol O2(g)的共價鍵斷裂吸收能量249 kJ，兩項共吸收能量685 kJ；形成2 mol H—O鍵時共釋放能量930 kJ。在1 mol H2(g)與 mol O2(g)反應生成1 mol H2O(g)的過程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ，C項中缺少物質的狀態，所以釋放的能量不一定是245 kJ。
提醒　1.注意計算共價化合物中的共價鍵數目，如1 mol H2O中含有2 mol H—O鍵，1 moll H2O2中含有2 mol H—O鍵和1 mol O—O鍵。
2．計算時要注意化學計量數與共價鍵總數的關系，不能按1 mol計算，要根據實際配平的化學方程式計算反應物或生成物的總能量。

關鍵能力
1.化學反應中能量變化的關系
化學反應完成后是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小，下表形象地表示了這種關系。
2.化學反應中能量變化的計算
以H2＋Cl2===2HCl為例
特別提示　從化學鍵的角度理解化學反應過程中的能量變化
(1)若反應物中的化學鍵斷開時吸收的能量高于生成物成鍵釋放的能量，則該反應吸收能量，吸收的能量＝反應物化學鍵斷裂吸收的總能量－生成物形成釋放的總能量。
(2)若反應物中的化學鍵斷開時吸收的能量低于生成物成鍵釋放的能量，則該反應放出能量，放出的能量＝生成物形成釋放的總能量－反應物化學鍵斷裂吸收的總能量。
[對點練]
1．已知反應A＋B===C＋D為放熱反應，對于該反應，下列說法中正確的是(　　)
A．A和B的總能量一定高于C和D的總能量
B．B的能量一定高于D
C．因為該反應為放熱反應，故不加熱反應就一定能發生
D．A的能量一定高于C
解析：該反應為放熱反應，所以反應物的總能量大于生成物的總能量，即A和B的總能量一定高于C和D的總能量，A正確；化學反應的放熱、吸熱只與反應物的總能量和生成物的總能量有關，故B的能量與D的能量關系無法確定，A的能量與C的能量關系也無法確定，B、D錯誤；化學反應的放熱、吸熱與反應條件(如加熱)無關，C錯誤。
答案：A
2．化學反應A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
A．該反應是吸熱反應
B．斷裂1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵放出x kJ的能量
C．斷裂2 mol A—B鍵需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量
解析：從題圖可以看出，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，A、D錯誤；斷鍵時需要吸收能量，B錯誤，C正確。
答案：C
目標2　吸熱反應和放熱反應的判斷
例3. 下列反應一定屬于放熱反應的是(　　)
①硫酸與Ba(OH)2溶液混合　②Mg與CH3COOH溶液的反應　
③燃燒　④中和反應　⑤復分解反應
A．①②③④ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．全部
解析：硫酸與Ba(OH)2溶液混合，酸、堿發生中和反應，是放熱反應。鎂與CH3COOH溶液的反應也是放熱反應。燃燒一般是指物質與氧發生的劇烈的發光、發熱的反應，因而是放熱反應。復分解反應有的是放熱反應，如中和反應；有的是吸熱反應，如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應。
答案：A
歸納　常見的吸熱反應有：大多數的分解反應，C和CO2、C和H2O的反應，Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應等。常見的放熱反應有：大多數的化合反應，酸堿中和反應，金屬與酸或水的反應，燃燒反應，爆炸反應等。
關鍵能力
吸熱反應和放熱反應的判斷方法
(1)根據反應物和生成物的總能量的相對大小判斷——決定因素。
若反應物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應，反之是吸熱反應。
(2)根據化學鍵斷裂或形成時的能量變化判斷——用于計算。
若斷裂反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量，屬于放熱反應，反之是吸熱反應。
(3)根據反應物和生成物的相對穩定性判斷。
由不穩定的物質(能量高)生成穩定的物質(能量低)的反應為放熱反應，反之為吸熱反應。
(4)根據反應條件判斷。
凡是持續加熱才能進行的反應一般就是吸熱反應。
特別提示　吸熱反應和放熱反應均是化學反應。注意某些吸熱過程和放熱過程不屬于化學反應。如：NaOH固體溶于水，濃硫酸稀釋屬于放熱過程；NH4NO3固體溶于水屬于吸熱過程，三者都不是化學反應，也就不屬于吸熱反應或放熱反應。
吸熱反應與放熱反應與反應是否需要加熱沒有關系。
[對點練]
3．H2與O2發生反應的過程模型圖示如下(“—”表示化學鍵)，下列說法錯誤的是(　　)
A．過程Ⅰ是吸熱過程
B．過程Ⅲ一定是放熱過程
C．該反應過程既有非極性鍵斷裂，又有極性鍵形成
D．該反應的能量轉化形式只能以熱能的形式進行
答案：D
解析：由題圖可知，過程Ⅰ中H2和O2中的共價鍵斷裂，吸收能量，A正確；過程Ⅲ中2H＋O―→H2O，形成共價鍵釋放能量，B正確；H2和O2中的共價鍵是非極性共價鍵，發生斷裂，H2O中的共價鍵是極性共價鍵，是反應形成的，C正確；H2＋O2―→H2O(未配平)是氧化還原反應，燃燒時化學能主要轉化為熱能和光能，D錯誤。
4．某化學反應，設反應物總能量為E1，生成物總能量為E2。如果把化學反應中能量的變化看成是物質內部的能量與熱能之間進行轉變，則：
(1)若E1>E2，則該反應為____熱反應，該反應的過程可看成是“貯存”在物質內部的能量轉化為______能而被釋放出來的過程。
(2)若E1解析：(1)反應物的總能量大于生成物的總能量，則反應進行的結果必然是部分能量被釋放出來。(2)反應物的總能量小于生成物的總能量，則反應進行時，必然有外部能量參與到反應中來。
放
熱
吸
吸收能量
熱能轉化為物質內部的能量而被“貯存”起來(共47張PPT)
第2課時　化學反應與電能
素養要求
1.知道化學反應可以實現化學能與其他能量形式的轉化，以原電池為例認識化學能可以轉化為電能。
2．通過原電池的學習，能辨識簡單原電池的構成要素，能分析簡單原電池的工作原理。
3．通過原電池的學習，體會研制新型電池的重要性，體會提高燃料燃燒效率，開發高能清潔燃料的重要性。
知識基礎·自學·嘗試
核心素養·合作·探究
知識基礎·自學·嘗試
一、化學能轉化為電能
1．燃煤發電的能量轉化
(1)過程：化學能____能___能電能
(2)________(氧化還原反應)是使化學能轉化為電能的關鍵。
熱
機械
燃燒
2．化學能直接轉化為電能——原電池
(1)實驗探究——【實驗6－3】
實驗裝置 實驗現象 實驗結論
______________ 鋅與稀硫酸________，
銅與稀硫酸________
______________ ______參與反應，_____上產生氫氣
______________ 該裝置將________轉化為______
鋅片溶解，表面產生氣泡，
銅片上無氣泡
反應
不反應
鋅片溶解，銅片上有氣泡
鋅片
銅片
鋅片溶解，銅片上有氣泡，
電流表指針偏轉
化學能
電能
特別提示　原電池原理演示實驗的注意點
(1)實驗中所用的酸是稀硫酸，也可以用稀鹽酸，但不能用濃硫酸或硝酸。
(2)實驗中用到的電極的表面積要大，并且要潔凈，實驗前最好用酸將鋅片和銅片洗幾遍，然后用水洗干凈。如果鋅片和銅片上有雜質，會形成較多的微電池，導致實驗現象不明顯。鋅片應該用純鋅，若用粗鋅則鋅片上也會產生氣泡。

(2)原電池概念：將________能轉變為______能的裝置。
(3)銅鋅原電池工作原理(以Cu Zn 稀H2SO4原電池為例)：
電極材料 電子轉移 電極反應式 反應類型
Zn ________ __________________ ________
Cu ________ __________________ ________
電池總反應：____________________。
(4)反應本質：原電池反應的本質是__________________。
化學
電
失電子
Zn－2e－===Zn2＋
氧化反應
得電子
2H＋＋2e－===H2↑
還原反應
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
氧化還原反應
【學而思】
1.下列裝置中能夠組成原電池的有哪些？其他不能構成原電池的請分別說明理由。
提示：④⑥⑦。①②只有一個電極，③兩電極的活動性相同，⑤酒精為非電解質，不能導電，⑧未形成閉合回路。
2.判斷出如圖所示原電池的正負極，并指出電子、電流和溶液中離子的移動方向。
提示：負極為Zn，正極為Cu；電子從負極(Zn)經過導線移向正極(Cu)，電流的方向與電子移動的方向相反，從正極(Cu)經過導線流向負極(Zn)；陽離子(Cu2＋)向正極(Cu)移動，陰離子)向負極(Zn)移動。
3.某同學為了探究原電池產生電流的過程，設計了如圖實驗。寫出此電池的負極的電極反應式及總反應的離子方程式。
提示：負極的電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，總反應的離子方程式為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
二、常見的化學電源
1．一次電池——鋅錳干電池
鋅筒
石墨棒
二氧化錳
氯化銨糊
不能
2.二次電池
鉛酸蓄
鋰離子
化學能
電能
電能
化學能
氧化還原
3．燃料電池
燃料
氧化劑
化學能
電能
清潔
安全
高效
【學而思】
1.結合所學知識判斷：干電池與充電電池的本質區別；燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別。





提示：干電池是一次性電池，放電之后不能充電，即內部的氧化還原反應是不可逆的；充電電池又稱二次電池，它在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態。
燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應物不是儲存在電池內部，而是由外部裝備提供燃料和氧化劑等，這時電池起著類似于試管、燒杯等反應器的作用。
2．燃料電池當以氫氣為燃料時，產物為水；通氫氣等可燃性氣體的一極為電池的什么極？氫氧燃料電池往往以KOH溶液或硫酸溶液作電解質溶液，兩種電解質溶液工作時溶液的pH如何變化？

提示：氫氣發生氧化反應，故通H2一端的電極為負極；以氫氣為燃料時，產物為水，故堿性環境(如KOH溶液)中pH減小，酸性環境(如硫酸溶液)中pH增大。
3．部分心臟病患者需要植入心臟起搏器，一種心臟起搏器以鉑和鋅為電極材料，依靠人體血液中有一定濃度的O2和H2O進行工作。該心臟起搏器的負極材料和正極材料分別是什么？寫出負極的電極反應式。
提示：正極是鉑，負極是鋅，電解質溶液是人體血液，工作時，負極鋅失電子被氧化，負極的電極反應式為
Zn－2e－===Zn2＋。
[即時練]　
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)火力發電是化學能間接轉化為電能的過程。(　　)
(2)將銅片和鋅片用導線連接插入酒精中，電流表指針發生偏轉。(　　)
(3)在銅—鋅—稀硫酸原電池中，電子由鋅通過導線流向銅，再由銅通過電解質溶液到達鋅。(　　)
(4)原電池中陽離子向正極移動。(　　)
(5)原電池中的負極反應一定是電極材料失電子。(　　)
(6)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細。(　　)
(7)氫氧燃料電池是將熱能直接轉變為電能。(　　)
(8)氫氧燃料電池工作時氫氣在負極上被氧化。(　　)
(9)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放熱反應，可以設計成原電池。(　　)
√
×
×
√
×
×
×
√
×
2．對于原電池的電極名稱，敘述有錯誤的是(　　)
A．發生氧化反應的一極為負極
B．正極為電子流入的一極
C．有氣泡產生的電極為負極
D．電流流出的一極為正極
解析：有氣泡(H2)產生的一極發生還原反應，是正極。
答案：C
3．鋅—銅—西紅柿電池裝置示意圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.銅片為正極，發生氧化反應
B．鋅片上發生還原反應：
Zn－2e－===Zn2＋
C．該裝置將電能轉變為化學能
D．電子由鋅片沿導線流向銅片
答案：D
4.原電池原理的發現和各種電池裝置的發明，改變了人們的生活方式。下列關于如圖所示原電池裝置的說法不正確的是(　　)
A．Zn為原電池的負極
B．電極質量減小65 g時，產生1 mol氣體
C．外電路電流從Zn經導線流向Cu
D．Cu上發生的反應為2H＋＋2e－===H2↑
解析：鋅的活潑性強于銅，Zn為原電池的負極，A正確；電池總反應為Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，Zn極減少65 g即1 mol，產生1 mol H2，B正確；Zn為原電池的負極，Cu為原電池的正極；外電路電流從Cu經導線流向Zn，C錯誤；Cu為原電池正極，Cu上氫離子得電子生成氫氣，發生的反應為2H＋＋2e－===H2↑，D正確。
答案：C
5．下列關于充電電池的敘述，不正確的是(　　)
A．充電電池又叫二次電池
B．充電電池可以無限制地反復充電、放電
C．廢棄的鎳鎘電池不可以隨意丟棄，會污染環境
D．較長時間不使用電器時，最好從電器中取出電池，并妥善存放
解析：充電電池可循環使用，但充、放電次數仍有限制，有一定的使用壽命，B錯誤；鎳鎘電池含有重金屬離子、酸、堿等，隨意丟棄對生態環境和公眾健康危害很大，故應對廢電池進行集中處理，不能隨意丟棄，C正確。
答案：B
核心素養·合作·探究
目標1　原電池原理分析
例1. 如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下，在卡片上描述合理的是(　　)
A．①②③ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．②③④
答案：B
解析：在該原電池中，Zn比Cu活潑，故Zn作負極，Cu作正極，電子由Zn流出經導線流向Cu片，負極反應為Zn－2e－===Zn2＋，正極反應為2H＋＋2e－===H2↑，故轉移1 mol 電子時，產生H2 0.5 mol，在溶液中H＋向正極移動向負極移動，故①②⑥錯誤，③④⑤正確，選B項。
特別提示　電池內、外電路中電流的形成
外電路中電流的形成靠的是電子的定向移動；內電路中電流的形成靠的是離子的定向移動。
要特別注意“電子不下水，離子不上岸”。
例2. 寫出下列原電池的電極反應和總反應(屬于離子反應的，用離子方程式表示)。
(1)負極：____________________；
正極：______________________；
總反應式：____________________；
(2)負極：______________________；
正極：_______________________；
總反應式：___________________；
(3)負極：_____________________；
正極：________________________；
總反應式：_____________________。
負極 正極 電解質溶液
(1) 鐵 銅 稀硫酸
(2) 銅 銀 AgNO3溶液
(3) H2 O2 KOH溶液
Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Cu－2e－===Cu2＋
2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋O2===2H2O
解析：(1)鐵作負極失2e－，被氧化生成Fe2＋，溶液中H＋得到電子被還原為H2。(2)Cu作負極失2e－，被氧化生成Cu2＋，溶液中的Ag＋得到電子被還原為Ag。(3)氫氣從負極通入，失電子被氧化；氧氣從正極通入，得電子被還原。因為電解質溶液為KOHL溶液，故負極反應式不能寫成H2－2e－===2H＋，而應為H2＋2OH－－2e－===2H2O。
特別提示　書寫電極反應的基本規則
(1)兩極得失電子數目相等。
(2)電極反應式常用“===”表示，不用“―→”表示。
(3)電極反應式中若有氣體生成，需加“↑”；而有固體生成時，由于固體附著在電極上，不必加“↓”。
(4)書寫電極反應式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應式一端根據需要添加H＋、OH－或H2O。
關鍵能力
1.原電池的工作原理
(1)反應類型：負極發生氧化反應，正極發生還原反應。
(2)電子的移動方向：負極流出，經導線流向正極。
(3)離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。
2．原電池正負極的判斷
3．電極反應的書寫方法
(1)原電池正極反應的書寫方法
書寫時總的原則是首先根據化合價變化或氧化性強弱判斷得電子的微粒；其次確定該微粒得電子后生成什么物質。
如氫氧(酸性)燃料電池，正極反應為
O2＋4H＋＋4e－===2H2O；
氫氧(堿性)燃料電池，正極反應為
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(2)原電池負極反應的書寫方法
①較活潑金屬作負極時，電極本身被氧化。
a．若生成的陽離子不與電解質溶液反應，其產物可直接寫為金屬陽離子，如Zn-2e-===Zn 2＋，(Cu-2 e-===Cu2＋。
b．若生成的金屬陽離子與電解質溶液反應，其電極反應為兩反應合并后的反應。如Mg Al(KOH)原電池，負極反應為Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－；鉛蓄電池負極反應為Pb+S－2e－===PbSO4。
②負極本身不反應
氫氧(酸性)燃料電池，負極反應為H2－2e－===2H＋；
氫氧(堿性)燃料電池，負極反應為H2＋2OH－－2e－===2H2O。
[對點練]
1．2022年11月30日，神舟十五號載人飛船成功將3名航天員送入空間站，空間站中一種能量儲存系統原理如圖所示，圖中沒有涉及的能量轉化形式是(　　)
A．電能轉化為化學能
B．太陽能轉化為電能
C．化學能轉化為電能
D．太陽能轉化為動能
答案：D
解析：在裝置X中，太陽能電池產生的電能，將水電解生成O2和H2，實現電能轉化為化學能，A不符合題意；在太陽能電池板上，太陽能轉化為電能，B不符合題意；在裝置Y中，O2、H2反應轉化為H2O，將化學能轉化為電能，C不符合題意；馬達工作時，電能轉化為機械能，該圖中沒有涉及太陽能轉化為動能，D符合題意。
2.如圖是用化學電源使LED燈發光的裝置。下列說法錯誤的是(　　)
A.銅片表面有氣泡生成
B．裝置中存在“化學能→電能→光能”的轉換
C．如果將稀硫酸換成檸檬汁，導線中不會有電子流動
D.如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變
答案：C
3．下列敘述正確的是(　　)
①原電池是把化學能轉化為電能的一種裝置
②原電池的正極發生氧化反應，負極發生還原反應
③不能自發進行的氧化還原反應，通過原電池的裝置均可實現
④碳棒不能用來作原電池的正極
⑤反應Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原電池的形式來實現
A．①⑤ B．①④⑤
C．②③④ D．②⑤
答案：A
解析：原電池是把化學能轉化為電能的一種裝置，①正確；在發生反應時，原電池的正極要得到電子而發生還原反應，負極要失去電子而發生氧化反應，②錯誤；銅與稀硫酸不能發生反應，若用銅作負極，碳棒作正極，稀硫酸作電解質溶液，組成原電池，此反應仍然不能發生，③錯誤；碳棒可以用來作原電池的正極，④錯誤；可以用銅作負極，碳棒作正極，AgNO3溶液作電解質溶液，組成原電池，此時即可發生反應Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，⑤正確。A正確。
目標2　常見化學電源分析與應用
例3. 下列有關電池的敘述不正確的是(　　)
A．水果電池是方便實用的家用電池
B．鉛蓄電池是一種常用的二次電池
C．氫氧燃料電池是一種高效、無污染的發電裝置
D．鋅錳干電池工作一段時間后，鋅外殼逐漸變薄
解析：水果電池產生的電流非常微弱且不能連續長時間放電，不能作為家用電池；鉛蓄電池是一種常用的二次電池，氫氧燃料電池產物為水，無污染；鋅錳干電池工作時，Zn放電被消耗，故工作一段時間后鋅外殼會逐漸變薄，B、C、D正確，A錯誤。
答案：A
提醒　1.燃料電池中，助燃性氣體作正極，可燃性氣體作負極。
2．燃料電池工作不是燃料燃燒，由于該類電池反應與燃料的燃燒反應一致(若產物能和電解質反應則總反應為加和后的反應)，故稱為燃料電池。
關鍵能力
幾種電池的特點
名稱 干電池(一次電池) 充電電池(二次電池) 燃料電池
特點 ①活性物質(發生氧化還原反應的物質)消耗到一定程度后，不能再使用 ②電解質溶液為膠狀，不流動 ①放電后可再充電使活性物質獲得再生 ②可以多次充電，重復使用 ①電極本身不包含活性物質，只是一個催化轉換元件
②工作時，燃料和氧化劑連續地由外部供給，在電極上不斷地進行反應，生成物不斷地被排出
舉例 普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池、銀鋅電池等 鉛蓄電池、鋰電池、鎳鎘電池等 氫氧燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池等
歸納　干電池是一次性電池，放電之后不能充電，即內部的氧化還原反應是不可逆的；充電電池又稱二次電池，它在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池恢復到放電前的狀態；燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應物不是儲存在電池內部，而是由外設裝備提供燃料和氧化劑等。

[對點練]
4．下列幾種化學電池中，不屬于可充電電池的是(　　)
A．堿性鋅錳電池 B．手機用鋰電池
C．汽車用鉛蓄電池 D．玩具用鎳氫電池
答案：A
5．下列有關鋅錳干電池的說法正確的是(　　)
A．鋅外殼是正極，碳棒是負極材料
B．在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼
C．電流從碳棒流到鋅上
D．在電池內部陽離子從碳棒向鋅外殼移動
解析：在鋅錳干電池中，鋅外殼是負極，碳棒是正極，故A錯誤；在外電路中電子從鋅外殼流向碳棒，故B錯誤；電流的方向與電子的流向相反，應從碳棒流向鋅，故C正確；電池內部，陽離子向正極碳棒移動，故D錯誤。
答案：C
6．汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的電池反應如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根據此反應判斷，下列敘述中正確的是(　　)
A．Pb是正極
B．PbO2得電子，被氧化
C．負極反應式為Pb+S－2e－===PbSO4
D．電池放電時，溶液的酸性增強
解析：從鉛蓄電池的放電反應可以看出，放電過程中Pb失去電子變為Pb2＋，發生氧化反應，因而Pb是負極，A錯誤；PbO2得到電子發生還原反應，被還原，B錯誤；電池放電過程中消耗了H＋，使溶液的酸性減弱，D錯誤。
答案：C(共11張PPT)
實驗活動6　化學能轉化成電能
實驗目的
1．理解氧化還原反應在化學能轉化成電能過程中的作用，體會化學的價值。
2．認識原電池的構成要素及其作用。
實驗用品
器材：燒杯、導線、電流表。
試劑：鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸。
實驗過程和結論
1．電極材料的實驗
(1)用導線將電流表分別與兩個電極相連接，使兩個電極接觸。
實驗操作 電極材料 電流表指針 解釋
鋅片、銅片 ________
鋅片、石墨棒 不偏轉 不偏轉
沒有電解質溶液，
不發生氧化還原反應
(2)將電極插入盛有稀硫酸的燒杯中。
實驗操作 實驗現象 解釋
鋅片上有氣泡，石墨棒上無氣泡
鋅片上有氣泡
鋅與稀硫酸反應生成氫氣
鋅片上有氣泡，銅片上無氣泡
鋅與稀硫酸反應生成氫氣，
銅與稀硫酸不反應
鋅與稀硫酸反應生成氫氣，
石墨棒與稀硫酸不反應
2.原電池實驗
選擇不同的電極材料，以及稀硫酸、導線和電流表，組裝原電池，如圖：
試驗其能否產生電流，并作出解釋。
編號 電極材料 實驗現象 解釋
① 鋅片、銅片 鋅片上無氣泡，銅片上有氣泡，電流表指針偏轉
② 鋅片、 石墨棒 鋅片上無氣泡，石墨棒上__________，電流表指針______
③ 銅片、 石墨棒 無明顯現象
構成原電池，將化
學能轉化為電能
有氣泡
偏轉
構成原電池，將化
學能轉化為電能
無氧化還原反應發
生，不能構成原電池
問題和討論
1．根據以上實驗，說明原電池的工作原理和構成要素，以及組裝原電池的操作注意事項。



2．能否用鐵片作為電極代替銅鋅原電池中的鋅片？為什么？
提示：構成原電池的條件有①兩種活潑性不同的金屬；②電解質溶液；③形成閉合回路；④有—個能自發進行的氧化還原反應。原電池是將氧化反應和還原反應分別在不同的區域發生，使電子在導線中轉移，產生電流。
提示：鐵片代替鋅片后，鐵能夠與稀硫酸反應，仍然具備構成原電池的條件，仍然有電流產生。
3．若將稀硫酸換為硫酸銅溶液，①～③能否構成原電池？
提示：由于鋅能與硫酸銅發生氧化還原反應，故①②仍然構成原電池，③不能。
練習與應用
1．現有如下兩個反應：
A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
B．Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
(1)根據兩反應本質，判斷能否設計成原電池____________________。
(2)如果不能，說明其原因_______________________________。
(3)如果可以，則寫出正負極材料、其電極反應式、反應類型(“氧化反應”或“還原反應”)。
負極：________________，____________，________________；
正極：________________，____________，________________。
A反應不能，B反應可以
A反應不是氧化還原反應，沒有電子轉移
Cu　Cu－2e－===Cu2＋
氧化反應
碳棒、銀、鉑、金(任選其一)
Ag＋＋e－===Ag
還原反應
解析：(1)只有自發的氧化還原反應才能設計成原電池，B是氧化還原反應且能自發進行。(3)根據電池反應式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負極，負極材料是Cu，正極材料應是比銅不活潑的金屬或能導電的非金屬；Ag＋得電子，所以此電解質溶液只能為AgNO3溶液。
2．為了探究影響鋁在原電池中作正極或負極的因素，設計如下實驗。
電解質 溶液 左側電 極材料 實驗現象 解釋
稀硫酸 鎂片 鎂片上無氣泡，鋁片上有氣泡，電流表指針偏轉 ________________
________________
稀硫酸 銅片 鋁片上無氣泡，銅片上有氣泡，電流表指針偏轉 ________________
________________
氫氧化 鈉溶液 鎂片 鋁片上無氣泡，鎂片上有氣泡，電流表指針偏轉 ________________
________________
________________
實驗 結論 鋁在原電池中作正極或負極的影響因素有 _____________________________________ 鎂比鋁活潑，
鋁作正極
鋁比銅活潑，
鋁作負極
鋁能與氫氧化鈉溶
液發生氧化還原反
應，而鎂不能
另一電極的活潑性、電解質溶液
3.研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電，
總反應為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
(1)該電池的負極是____，負極反應是_____________________。
(2)正極現象是________________________________________。
(3)放電時OH－向____________移動(填“正極”或“負極”)。
解析：金屬鋰比鐵活潑，作原電池的負極，電極反應式為Li－e－===Li＋，LiOH溶液中的陽離子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋>Li＋，所以正極反應是2H＋＋2e－===H2↑，正極產生無色氣體；在原電池的放電過程中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，所以OH－向負極移動。
鋰
Li－e－===Li＋
有無色氣體產生
負極

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