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（6.1.1）
化學反應與熱能
必修二
第六章 化學反應與能量
為什么會有熱量產生？
1.實驗探究：化學反應中的能量變化
實驗6-2
放熱反應 吸熱反應
1.所有燃燒反應
2.所有中和反應
3.金屬與酸/水的反應(Al和堿也是)
4.大多數(shù)化合反應
5.物質的緩慢氧化，如食物腐爛
6.①鋁熱反應；②氨的催化氧化
1.大多數(shù)分解反應
2.某些晶體與NH4Cl的反應
3.以C作還原劑的氧化還原反應
①C與H2O(g)/CO2
②C/CO/H2還原金屬氧化物
③ Fe和H2O(g)的反應
4.鹽酸與碳酸氫鈉的反應
吸熱反應一定需要加熱？放熱反應一定不需要加熱嗎？
特別提醒1：
吸熱反應和放熱反應均是化學反應。NaOH固體溶于水、濃H2SO4溶于水，屬于放熱過程，不屬于放熱反應；NH4NO3固體溶于水，升華、蒸發(fā)屬于吸熱過程，不屬于吸熱反應。
特別提醒2：
化學變化一定伴隨熱量變化；
有熱量變化不一定是化學變化。
從宏觀角度看，各種物質本身都具有能量，稱為 化學能
規(guī)律：物質本身具有的化學能越低，就越穩(wěn)定；
物質本身具有的化學能越高，就越不穩(wěn)定。
化學反應吸熱或放熱的判斷方法
從宏觀角度分析：
化學反應是釋放熱量還是吸收熱量，還取決于反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小
放熱反應：反應物能量 > 生成物能量
吸熱反應：反應物能量 < 生成物能量
放熱反應
吸熱反應
能量
反應物
生成物
反應過程（I）
能量
反應過程（ll）
反應物
生成物
思維啟迪
判斷下列反應時放熱反應，還是吸熱反應？
從微觀角度看，物質中的原子通過化學鍵相互結合的
本質：化學反應是一個
舊的化學鍵發(fā)生斷裂，新的化學鍵發(fā)生形成的過程
吸收能量
放出能量
下列各圖中,表示吸熱反應的圖是 (　　)
A
下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是(　　)
A．碳酸鈣受熱分解 B．乙醇燃燒
C．鋁與氧化鐵粉末反應 D．氧化鈣溶于水
A
太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等
2.解決辦法
節(jié)能
尋找新能源
提高燃料的燃燒效率
提高能源利用率
太陽能 風能 地熱能
三、人類對能源的利用
1.我國目前電能主要來自火力發(fā)電，其次是水力發(fā)電。
2.火力發(fā)電的原理
化石燃料
加熱水
燃燒
汽化
蒸汽
推動
蒸汽輪機
發(fā)電機發(fā)電
帶動
其中，化學能間接轉化為電能
定義
把化學能轉化成電能的裝置，稱為原電池
電源
電極
+
-
負極：
電子流入（或電流流出）的一極
正極：
電子流出（或電流流入）的一極
1.
2.
一、原電池
內容內容內容
外電路：
內電路：
陽離子 → 正極（陽向正）
陰離子 → 負極（陰向負）
負極 → 正極
正極→ 負極
電子e-：
電流I：
負極
正極
“電子不下水，離子不上岸”
粒子移動方向
4.
整個電路構成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產生電流。
（正進負出）
（負進正出）
①自發(fā)的氧化還原反應
②具有活潑性不同的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導電的非金屬)
③電解質溶液
④形成閉合回路
構成條件
5.
A
B
C
D
E
√
下列哪些裝置能構成原電池？寫出原電池的電極反應式。
√
F
稀硫酸
Zn
Fe
稀硫酸
Fe
Ag
√
Zn
H2SO4溶液
G
√
下列各種情況是否形成了原電池？
Ag
Fe
G
鹽酸
Al
Mg
G
蔗糖溶液
Cu
Zn
G
A
D
C
B
鹽酸
Cu
Zn
CuSO4溶液
Cu
Zn
H2SO4
E
鹽酸
生鐵
F
原電池正負極的判斷方法
電極材料
反應類型
電子流向
電極現(xiàn)象
離子移向
負極
正極
較活潑金屬
較不活潑金屬或
能導電的非金屬
氧化反應
還原反應
電子流出
電子流入
e-
不斷溶解
質量減小
電極增重或
有氣體產生
陰離子移向
陽離子移向
稀硫酸
小結
原電池的應用
①制化學電源
心臟起搏器
心臟起搏器是一種植入于體內的電子治療儀器，通過脈沖發(fā)生器發(fā)放由電池提供能量的電脈沖，通過導線電極的傳導，刺激電極所接觸的心肌，使心臟激動和收縮，從而達到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的
②加快反應速率
例如：實驗室制H2時，由于鋅太純，反應一般較慢， 可加入少量CuSO4以加快反應速率
稀H2SO4
Zn
Cu
Zn+ CuSO4 =Cu + ZnSO4
鋅、銅在稀硫酸溶液中形成原電池，加快鋅與酸的反應速率
③比較金屬活動性順序
【例】a、b、c三種金屬，a與c構成原電池時，c作負極；b與c構成原電池時， b作負極，判斷a、b、c三種金屬的金屬性強弱為（ ）
A、a>b>c B、b>c>a
C、a>c>b D、c>b>a
B
一般說來: 活潑金屬作負極,較不活潑的金屬作正極
通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分，裝有一定數(shù)量的鋅塊，請解釋原因
原因：輪船的船身一般是用鐵做的，裝上鋅塊后，鐵跟鋅形成原電池，此時鋅作為負極發(fā)生氧化反應溶掉，而鐵作為正極被保護起來不受腐蝕。
如何避免輪船船身被腐蝕，延長其壽命？
④金屬因發(fā)生原電池反應而腐蝕
——金屬防護問題
利用原電池原理，將金屬作為正極保護起來
1、某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是( )
A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
B
2、銅鋅和稀硫酸組成原電池工作時，電解質溶液pH( ）
A.不變 B.先變大后變小
C.逐漸變大 D.逐漸變小
C
當堂檢測：
5、對于原電池的電極名稱，下列敘述中錯誤的是（ ）
A．電子流入的一極為正極
B．發(fā)生還原反應的一極為負極
C．電子流出的一極為負極
D．發(fā)生氧化反應的一極為負極
B
常見的化學電源
一次電池
二次電池
燃料電池
鋅錳干電池
鉛酸蓄電池
可充電、放電
氫氧燃料電池
甲烷燃料電池
負極：Zn－2e- === Zn2+
正極：2MnO2 +2NH4+ + 2e- = 2 MnOOH + 2NH3↑
總反應：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3↑ +2 MnOOH
1.一次電池
鋅錳干電池
容易漏液（鋅外殼變薄；糊狀NH4Cl顯酸性）
鋅錳干電池的缺點:
了解即可
2.二次電池
鉛酸蓄電池
正極： PbO2
負極：Pb
電解質溶液：稀硫酸
總反應： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
放電
充電
負極：Pb + SO42- －2e- == PbSO4
正極：PbO2 +4H+ + SO42- +2e- == PbSO4 +2H2O
3.燃料電池
將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑(如氧氣）的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置
具有清潔、安全、高效等特點。
燃料電池的能量轉化率可以達到80%以上。
原理
優(yōu)點
與其他電池的區(qū)別
反應物不儲存在電池內部，由外設設備提供燃料和氧化劑

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