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(共21張PPT)
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
首
前
后
熱
電
末
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與熱量變化 ●
體驗化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
Mg與鹽酸的反應(yīng) Ba(OH)2●8H2O與NH4Cl的反應(yīng)
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
反應(yīng)原理
溫度變化
放熱或吸熱反應(yīng)
放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。
放熱反應(yīng)
酸堿中和
金屬與水或酸反應(yīng)
大多數(shù)化合反應(yīng)
燃燒與緩慢氧化
少量分解反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。
鹽類水解
大多數(shù)分解反應(yīng)
高溫或持續(xù)加熱的反應(yīng)Ba(OH)2●8H2O與NH4Cl的反應(yīng)
少量分解反應(yīng)
實驗探究
首
前
后
熱
電
末
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與熱量變化 ●
分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
E反
E生
H
E吸
E放
H=E生-E反<0
E吸 H<0 →放熱反應(yīng)
E
時間
圖像分析
首
前
后
熱
電
末
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與熱量變化 ●
分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
請畫出吸熱反應(yīng)中的能量隨時間變化的圖。
E
時間
圖像分析
首
前
后
熱
電
末
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
宏觀解釋與微觀分析
放熱
反應(yīng)物
中間產(chǎn)物
生成物
吸熱
反應(yīng)物
宏觀解釋：
反應(yīng)物能量高于生成物能量
化學(xué)鍵斷裂吸收能量
化學(xué)鍵形成放出能量
<
中間產(chǎn)物
化學(xué)鍵斷裂吸收能量
微觀分析：
生成物
化學(xué)鍵形成放出能量
宏觀解釋：
反應(yīng)物能量低于生成物能量
>
首
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后
熱
電
末
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與熱量變化 ●
人類對能源的利用與能源現(xiàn)狀
能源與環(huán)境
可再生能源
核能
天然氣
石油
煤炭
傳統(tǒng)能源
1800 1900 2000
1930
1960
問題一：看圖回答近200年能源使用量和能源結(jié)構(gòu)都有哪些變化？
問題二：查資料了解可再生能源、不可再生能源、一次能源、二次能源、常規(guī)能源、新能源等概念。
問題二：為了人類的生存環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展如何有效利用能源。
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前
后
熱
電
末
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
科爾沁右翼中旗京科發(fā)電廠
蒙能科爾沁右翼中旗發(fā)電廠
問題一：調(diào)查科右中旗的這兩個發(fā)電廠給我們帶來了哪些便利和其它問題？我們?nèi)绾稳マq證的去看待和解決問題？
問題二：這兩個發(fā)電廠屬于那一類發(fā)電廠？分析這類發(fā)電在全國能源結(jié)構(gòu)中的比例和前景。
我國歷年電力生產(chǎn)量構(gòu)成圖
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熱
電
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
運(yùn)煤船
冷水
煤堆
靜電沉淀器
煙囪
鍋爐
電纜
電纜塔
變壓器
（冷水使蒸汽轉(zhuǎn)化成水）
發(fā)電機(jī)
（生產(chǎn)電力）
渦輪機(jī)
蒸汽驅(qū)動渦輪機(jī)
燃燒煤所產(chǎn)生的氣體
煤粉 來自沉淀器的灰塵
化學(xué)能
機(jī)械能
熱能
電能
燃料燃燒
蒸汽輪機(jī)
發(fā)電機(jī)
能源利用率30%~45%
能源利用率20%~30%
能源利用率34%~45%
汽油機(jī)驅(qū)動
柴油機(jī)驅(qū)動
能源利用率95%以上
新能源驅(qū)動
蒸汽機(jī)驅(qū)動
能源利用率20%以下
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熱
電
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
汽油車 百公里10L
費(fèi)用：131.67元
新能源車 百公里20°
費(fèi)用：6.93元
●
電價： 0.21元/度
比亞迪逆襲之路
技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)實力。比亞迪自2003年開始研發(fā)電動汽車，并在2008年布局新能源汽車相關(guān)技術(shù)。
市場定位與產(chǎn)品策略。早期，比亞迪以經(jīng)濟(jì)型汽車為主，隨著市場的發(fā)展，比亞迪調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推出豪華型和高端型產(chǎn)品，滿足不同層次消費(fèi)者的需求，并通過“油電同價”的產(chǎn)品策略提升市場占有率。
品牌形象與市場推廣。比亞迪注重品牌形象建設(shè)和市場推廣。通過全球范圍內(nèi)的廣告宣傳、體育賽事和文化的贊助等方式，提升了品牌知名度和影響力。
總的來說，比亞迪通過技術(shù)創(chuàng)新、精準(zhǔn)的市場定位、有效的品牌推廣和強(qiáng)大的供應(yīng)鏈管理，成功崛起為中國汽車制造業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)之一。
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
汽車
汽油
油箱
新能源車
電
電池
原電池：
把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
試劑：
稀硫酸、銅片、鋅片
儀器：
小燒杯、導(dǎo)線、靈敏電流計
問題一：使用靈敏電流計時要注意哪些問題？
利用上面卡片上的儀器藥品，按圖設(shè)計一個原電池，記錄實驗現(xiàn)象并判斷電池正、負(fù)極。
問題二：如何判斷電流計指針向哪個電極方向偏移？
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
探究形成原電池的條件
試劑：
①稀硫酸、無水酒精
②若干銅片、鋅片、鐵片、碳棒、塑料棒
儀器：
小燒杯、導(dǎo)線、靈敏電流計
用上面的儀器、藥品設(shè)計若干個組合的實驗（可用不同材質(zhì)的電極或相同材質(zhì)的電極，也可替換不同液體）進(jìn)行測試看看什么情況下會產(chǎn)生電流，并組內(nèi)討論歸納。
活潑性不同的兩個電極
電解質(zhì)溶液
形成閉合回路
自發(fā)
氧化還原反應(yīng)
電極 銅、銅 銅、鋅 鋅、鋅 鐵、碳 鐵、銅 鐵、塑料 鐵、鋅 鐵、銅 碳、鋅
電解質(zhì)溶液 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 無水酒精 無水酒精 無水酒精
是否有電流
正極
甚至可以用各種水果、飲料代替稀硫酸形成有趣的水果電池，同學(xué)們也可以嘗試一下！
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熱
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
探究原電池的工作原理
負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Zn Cu 稀硫酸
總方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn Zn2+
+ = +
2H+ H2↑
-2e
+2e
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熱
電
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
探究原電池的工作原理
負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Zn Cu 稀硫酸
總方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑
+ = +
Zn Zn2+
-2e
2H+ H2↑
+2e
Zn -2e= Zn2+
2H+ +2e =H2↑
負(fù)極：Zn-2e=Zn2+
正極：2H++2e=H2↑
Zn Zn2+
+ = +
2H+ H2↑
A
Zn
Cu
稀硫酸
H+
H+
H+
SO42-
SO42-
H+
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后
熱
電
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
探究原電池的工作原理
負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Zn Cu 稀硫酸
總方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑
+ = +
Zn Zn2+
2H+ H2↑
Zn -2e= Zn2+
2H+ +2e =H2↑
負(fù)極：Zn-2e=Zn2+
正極：2H++2e=H2↑
Zn Zn2+
2H+ H2↑
A
Zn
Cu
稀硫酸
H+
H+
H+
SO42-
SO42-
H+
H2
H2
Zn2+
Zn2+
e-
①負(fù)極→較活潑的金屬→失電子→發(fā)生氧化反應(yīng)。
正極→活潑較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘佟秒娮印l(fā)生還原反應(yīng)。
②電子從負(fù)極流向正極，電流從正極到負(fù)極。
③陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極。
④導(dǎo)線中電子流動，溶液中陰、陽離子定向移動而產(chǎn)生電流。
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
單液原電池和雙液原電池
稀硫酸
Cu
Zn
ZnSO4溶液
稀硫酸
①Zn與氧化劑H＋直接接觸，易造成能量損耗。
②化學(xué)能能轉(zhuǎn)化為電能，也會轉(zhuǎn)化為熱能，裝置的溫度會升高。
③原電池反應(yīng)比普通化學(xué)反應(yīng)快，放點時間短、電壓不穩(wěn)定。
①鹽橋含飽和KCl溶液，K+和Cl-可向兩極移動。
②有了鹽橋可避免Zn與氧化劑H＋直接接觸，能量轉(zhuǎn)化率好。
③電流穩(wěn)定，持續(xù)時間長。
問題一、在上圖中畫出離子移動的方向、電子移動的方向和電流的方向。
問題二、寫出右圖中發(fā)生的總方程式和兩極的電極反應(yīng)式。
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
練習(xí)與提升
寫出下列原電池的兩極的電極反應(yīng)式與總方程式。
電極 電解質(zhì)溶液 總方程式 負(fù)極電極反應(yīng)式 正極電極反應(yīng)式
Fe、Cu CuSO4溶液
Ag、Cu AgNO3溶液
Fe、Cu 稀硫酸
Fe、Cu 稀硝酸
Fe、Cu 濃硝酸
Mg、Al 稀硫酸
Mg、Al NaOH溶液
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
常見的化學(xué)電源
普通鋅錳干電池 負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Zn→Zn2+ MnO2→Mn2O3 NH4Cl
總 Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
負(fù)極 Zn-2e-→Zn2+
正極 2MnO2+2NH4++2e-→Mn2O3+2NH3+H2O
堿性鋅錳干電池 負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Zn→Zn (OH)2 MnO2→MnO(OH) KOH
總 Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)
負(fù)極 Zn+2OH--2e-→Zn (OH)2
正極 2MnO2+2H2O+2e-→2MnO(OH)+2OH-
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
常見的化學(xué)電源
銀鋅堿性紐扣電池 負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Zn→Zn(OH)2 Ag2O→Ag KOH
總 Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
負(fù)極 Zn+2OH--2e-→Zn (OH)2
正極 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
鉛酸蓄電池 負(fù)極 正極 電解質(zhì)
Pb→PbSO4 PbO2→PbSO4 H2SO4
總 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
負(fù)極 Pb+SO42--2e-=PbSO4
正極 PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
閱讀課本38頁了解一次電池、二次電池的概念。
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
燃料電池
燃料電池升壓變壓器
氧氣
氫氣
過量氫氣
再回收
陰極
陽極
燃料電池堆
排放物：水
動力電池
儲氫罐
酸性氫氧電池 負(fù)極 正極 電解質(zhì)
H2 O2 H2SO4
總 2H2+O2=2H2O
負(fù)極 2H2-4e-=4H+
正極 O2++4H++4e-=2H2O
試寫出堿性氫氧燃料電池總反應(yīng)式和兩極的電極式。
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
燃料電池
以甲烷燃料電池為例來分析在不同環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法。
酸性條件 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
堿性條件 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
固體電解質(zhì) （高溫下能傳導(dǎo)O2-） 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
熔融碳酸鹽 （如熔融K2CO3） 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
閱讀課本39頁對發(fā)展中的燃料電池進(jìn)一步了解。
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第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
● 化學(xué)反應(yīng)與電能 ●
燃料電池
閱讀課本40頁了解車用能源，試用辛烷（C8H18）、乙醇(C2H6O)設(shè)計成燃料電池。
酸性條件 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
堿性條件 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
固體電解質(zhì) （高溫下能傳導(dǎo)O2-） 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
熔融碳酸鹽 （如熔融K2CO3） 總反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
負(fù)極反應(yīng)式
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