資源簡介

(共104張PPT)
第六章
化學反應與能量
第一節 化學反應與能量變化（一）
高中化學人教版（2019）必修第二冊
一、放熱反應與吸熱反應
釋放熱量的化學反應——
吸收熱量的化學反應——
1.概念
放熱反應
吸熱反應
2.常見放熱反應
大多數化合反應
如H2與Cl2化合、生石灰與水化合等。
活潑金屬與水或酸的反應
如鈉與水反應、鎂與鹽酸反應等。
燃燒反應
如木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒等。
一、放熱反應與吸熱反應
大多數分解反應，如碳酸鈣的分解等　
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
2.常見吸熱反應
一、放熱反應與吸熱反應
課堂練習
下列反應屬于吸熱反應的是（ ）
A．過氧化鈉溶于水　　　　　
B．甲烷燃燒
C．鋅片溶于稀硫酸
D．煅燒石灰石
D
下列說法正確的是（ ）
A. 吸熱反應需要加熱才能發生
B. 放熱反應在常溫下就能進行
C. 有熱量變化的過程均為化學反應
D. 反應是放熱還是吸熱跟是否加熱沒有直接的關系
D
課堂練習
二、化學反應中能量變化的本質
為什么化學反應會伴隨著能量變化？
為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？
二、化學反應中能量變化的本質
H2
Cl2
HCl
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
二、化學反應中能量變化的本質
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
H—Cl
H—Cl
二、化學反應中能量變化的本質
化學鍵的斷裂—— 能量
化學鍵的形成—— 能量
1. 化學鍵的斷裂和形成中的能量變化
吸收
放出
二、化學反應中能量變化的本質
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
H—Cl
H—Cl
吸收436kJ能量
吸收243kJ能量
二、化學反應中能量變化的本質
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
吸收679kJ能量
H—Cl
H—Cl
二、化學反應中能量變化的本質
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
放出431kJ能量
放出431kJ能量
H—Cl
H—Cl
二、化學反應中能量變化的本質
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
吸收679kJ能量
放出862kJ能量
<
H—Cl
H—Cl
放熱反應
二、化學反應中能量變化的本質
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
2HCl(g) H2(g) + Cl2(g)
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
H—Cl
H—Cl
放出679kJ能量
吸收862kJ能量
>
二、化學反應中能量變化的本質
放熱反應
吸熱反應
二、化學反應中能量變化的本質
H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g)
2HCl(g) H2 (g) + Cl2 (g)
化學鍵的斷裂——吸收能量
化學鍵的形成——放出能量
化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因
2.化學反應中能量變化的本質
二、化學反應中能量變化的本質
化學鍵的斷裂——吸收能量
化學鍵的形成——放出能量
一般情況下，如果一個化學反應過程中放出的能量多于吸收的能量，則有能量向環境釋放，發生放熱反應。如果反應過程中吸收的能量多于放出的能量，則需從環境吸收能量，發生吸熱反應。
化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因
2.化學反應中能量變化的本質
二、化學反應中能量變化的本質
下列說法錯誤的是（ ）
化學反應必然伴隨能量變化
化學反應中能量變化的大小與反應物的質量多少無關
化學鍵斷裂需要吸收能量
化學鍵形成需要釋放能量
B
課堂練習
下列說法中不正確的是（ ）
A. 放熱反應在常溫下很容易發生
B. 碳酸鈣分解過程中化學鍵斷裂所需總能量大于化學鍵形成釋放的總能量
C. 需要加熱方能發生的不一定是吸熱反應
D. 化學反應中的能量變化主要是由化學鍵變化引起的
A
課堂練習
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
能量
反應物
生成物
反應過程
放出能量
反應物的總能量高
生成物的總能量低
化學反應
釋放能量
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
能量
反應物
生成物
反應過程
放出能量
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
能量
反應物
生成物
反應過程
吸收能量
生成物的總能量高
反應物的總能量低
化學反應
吸收能量
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
能量
反應物
生成物
反應過程
吸收能量
放熱反應：反應物的總能量高于生成物的總能量，發生反應時向環境釋放能量
吸熱反應：反應物的總能量低于生成物的總能量，發生反應時從環境吸收能量
反應物的總能量
生成物的總能量
能量的吸收
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
反應物的總能量
生成物的總能量
能量的釋放
下列反應中反應物的總能量高于生成物的總能量的是（ ）
A. C與CO2的化合反應
B. 氨氣分解為氫氣和氮氣
C. 鹽酸和碳酸氫鈉的反應
D. 天然氣的燃燒
D
課堂練習
一定條件下，石墨轉化為金剛石需要吸收能量。在該條件下，下列結論不正確的是（ ）
金剛石轉化為石墨是放熱反應
1 mol C（金剛石）比1 mol C（石墨）的總能量高
石墨比金剛石穩定
等質量的金剛石和石墨完全燃燒釋放的熱量相同
D
課堂練習
能量
1 mol C（石墨）
1 mol C（ 金剛石）
反應過程
一定條件下，石墨轉化為金剛石需要吸收能量。
課堂練習
能量
1 mol C（石墨）
1 mol C（ 金剛石）
反應過程
金剛石轉化為石墨是放熱反應
1 mol C（金剛石）比1 mol C（石墨）的總能量高
石墨比金剛石穩定
課堂練習
能量
1 mol C（石墨）
1 mol C（ 金剛石）
反應過程
課堂練習
能量
1 mol C（石墨）
1 mol C（ 金剛石）
反應過程
石墨比金剛石穩定
課堂練習
能量
1 mol C（石墨）
1 mol C（ 金剛石）
反應過程
等質量的金剛石和石墨完全燃燒釋放的熱量相同
課堂練習
等質量的金剛石和石墨完全燃燒釋放的熱量相同
課堂練習
能量
1 mol C (石墨, s) + 1 mol O2(g)
1 mol C (金剛石, s) +1 mol O2(g)
反應過程
1 mol CO2(g)
請思考：
相同條件下，白磷和紅磷誰更穩定？
相同條件下，31g紅磷和白磷分別完全燃燒，誰放出的熱量更多？
三、化學反應中能量變化的宏觀判斷
冷敷袋俗稱冰袋，在日常生活中有降溫、保鮮和鎮痛等多種用途。
硝酸銨和十水合碳酸鈉是冷敷袋中常見盛裝的主要物質。請寫出二者在一定條件下反應的化學方程式，并從反應物、生成物總能量高低的角度解釋該反應有能量變化的原因。（提示：該反應產生了兩種氣體。）
課堂練習
Na2CO3 10H2O + 2NH4NO3 2NaNO3 + 2NH3 + CO2 +11H2O
該反應的反應物的總能量低于生成物的總能量，發生反應時需要從環境吸收能量。
四、人類活動與能源
人類利用能源的三個階段：
時期、 時期和 時期。
柴草
化石能源
多能源結構
人類利用能源的三個階段：
時期、 時期和 時期。
四、人類活動與能源
柴草
化石能源
多能源結構
人類利用能源的三個階段：
時期、 時期和 時期。
消費量（折合成標準煤）/萬噸 消費總量 分類消費總量 煤炭 石油 天然氣 水電、風電、核電
429905 273849 78673 25364 52019
占比/ % 100 64 18 6 12
2015年我國能源消費總量和構成
四、人類活動與能源
柴草
化石能源
多能源結構
人類利用能源的三個階段：
時期、 時期和 時期。
利用過程中面臨兩個問題
一是其短期內不可再生，儲量有限，隨著能源消費需求的不斷增加，能源消費量與儲量之間的矛盾日益突顯；
二是煤和石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。
四、人類活動與能源
柴草
化石能源
多能源結構
解決辦法
節約能源
尋找新能源
四、人類活動與能源
節能
燃料燃燒階段——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燃燒效率
四、人類活動與能源
節能
能量利用階段——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，有效提高能源利用率。
四、人類活動與能源
新能源
特點：資源豐富、可以再生、無污染
四、人類活動與能源
新能源
特點：資源豐富、可以再生、無污染
常見新能源：太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等
四、人類活動與能源
下列關于能量轉換的認識中，不正確的是（ ）
A. 電解水生成氫氣和氧氣時，電能主要轉化為化學能
B. 綠色植物進行光合作用時，太陽能主要轉化為生物質能
C. 煤燃燒時，化學能主要轉化為熱能
D. 白熾燈工作時，電能全部轉化為光能
D
課堂練習
本節課知識小結
本節課知識小結
本節課知識小結
本節課知識小結
本節課知識小結
第六章
化學反應與能量
第一節 化學反應與能量變化（二）
高中化學人教版（2019）必修第二冊
化學反應與電能
化學能
熱能
燃料燃燒
電能
發電機
機械能
蒸汽輪機
化學能
熱能
燃料燃燒
火力發電：
電能
發電機
機械能
蒸汽輪機
化學能
熱能
燃料燃燒
化學反應與電能
火力發電：
火力發電的弊端
電能
發電機
機械能
蒸汽輪機
化學能
熱能
燃料燃燒
化學反應與電能
火力發電：
火力發電的弊端
①煤屬于不可再生資源，資源有限，用煤發電會造成資源的浪費。
②煤燃燒會產生有害物質(如SO2、CO、粉塵等)，污染環境。
③能量經過多次轉化，每個環節都有能耗，能量利用率低。
電能
發電機
機械能
蒸汽輪機
化學能
熱能
燃料燃燒
電能
發電機
機械能
化學能
熱能
燃料燃燒
蒸汽輪機
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
電能
化學能
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
電能
化學能
？
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
化學能
熱能
燃料燃燒
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
化學能
熱能
放熱反應
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
化學能
電能
放熱反應
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
化學能
電能
放熱反應
帶電粒子的定向移動
化學反應與電能
原電池：化學能轉化為電能的裝置
化學能
電能
放熱反應
化學反應與電能
氧化還原反應
一、原電池
Zn + H2SO4(稀) ZnSO4 + H2
還原劑
氧化劑
1. 氧化還原反應與原電池
一、原電池
2e
Zn + 2H＋ Zn2＋ + H2↑
鋅
稀硫酸
如何將氧化反應和還原反應分開進行，
讓電子通過導體定向移動，從而獲得電流？
鋅
銅
稀硫酸
A
2.原電池的構成
一、原電池
未連通電路：
連通電路后：
3.原電池的工作原理
一、原電池
當插入稀硫酸的鋅片和銅片用導線連接時，鋅比銅活潑，與稀硫酸作用容易失去電子，被氧化成Zn2+進入溶液。
Zn－2e－ Zn2+
3.原電池的工作原理
一、原電池
鋅
銅
稀硫酸
A
Zn2+
e-
e-
SO42-
SO42-
H+
H+
鋅
銅
稀硫酸
A
電子由鋅片經導線流向銅片
Zn2+
e-
e-
e-
3.原電池的工作原理
一、原電池
SO42-
e-
SO42-
H+
H+
鋅
銅
稀硫酸
A
溶液中的H＋從銅片獲得電子，被還原成氫原子，氫原子結合成氫分子從銅片上放出。
2H+＋2e H2↑
SO42-
H+
H+
H2
一、原電池
e-
e-
e-
e-
SO42-
e-
3.原電池的工作原理
Zn2+
e-
鋅
銅
稀硫酸
A
氧化反應
還原反應
一、原電池
3.原電池的工作原理
鋅
銅
稀硫酸
A
一、原電池
電極材料：較活潑的鋅
反應類型：氧化反應
得失電子情況：失電子
Zn － 2e Zn2+
3.原電池的工作原理
e
鋅
銅
稀硫酸
A
一、原電池
電極材料：較活潑的鋅
反應類型：氧化反應
得失電子情況：失電子
Zn － 2e Zn2+
3.原電池的工作原理
e
鋅
銅
稀硫酸
A
一、原電池
電極材料：較活潑的鋅
反應類型：氧化反應
得失電子情況：失電子
Zn － 2e Zn2+
電極材料：較不活潑的銅
反應類型：還原反應
得失電子情況：得電子
2H+ + 2e H2
3.原電池的工作原理
電極材料：較不活潑的銅
電荷流動方向：電子流入
電極名稱：正極
鋅
銅
稀硫酸
A
一、原電池
電極材料：較活潑的鋅
電荷流動方向：電子流出
電極名稱：負極
物理學中規定：正電荷流動的方向為電流方向
3.原電池的工作原理
重要概念：
原電池——化學能轉化為電能的裝置
正極——電流流出（電子流入）
負極——電流流入（電子流出）
電極反應式——電化學裝置中表示原子或離子在電極上得電子發生還原或失電子發生氧化反應的式子
一、原電池
3.原電池的工作原理
下列關于圖中所示裝置的敘述，錯誤的是（ ）
A. 鋅是負極，其質量逐漸減輕
B. 氫離子在銅表面被還原，產生氣泡
C. 電流從鋅片經導線流向銅片
D. 電子從鋅片經導線流向銅片
課堂練習
C
鋅
銅
稀硫酸
課堂練習
某實驗興趣小組以鋅和銅為電極，稀硫酸為電解質溶液研究原電池，下列敘述正確的是（　　）
A．銅電極上發生的電極反應式為Cu2+ + 2e Cu
B．不用導線連接，把銅片和鋅片搭在一起也可以產生電流（如圖）
C．電子在導線上從銅電極流向鋅電極
D．把鋅片換成石墨，電流計指針偏轉方向改變
B
如圖所示，a為鐵棒，b為石墨棒，燒杯中盛有稀硫酸。關于該裝置的說法中，正確的是（　　）
A．a極上發生還原反應，b極上發生氧化反應
B．石墨棒上有氣體逸出，溶液中 c(H＋) 增大
C．導線上有電流，電流方向a→b
D．反應后a極質量減輕
a
b
D
課堂練習
負極 正極
發生_____反應 發生_____反應
電子沿導線_____ 電子沿導線_____
電流沿導線_____ 電流沿導線_____
有__________現象 有__________現象
一般為活動性_____的金屬 一般為活動性_____的金屬或非金屬
還原
氧化
流入
流出
流出
流入
生成氣體等
金屬溶解等
較弱
較強
4.原電池的電極判斷
一、原電池
如圖所示的裝置中，有關實驗的說法正確的是（ ）
a b c溶液 有關實驗的說法
A 鎂 鋁 稀硫酸 a電極上的電極反應式：
2H++2e H2
B 銅 鋁 鹽酸 b電極質量減輕
C 鐵 石墨 稀硫酸 b電極質量增加
D 石墨 鋁 燒堿溶液 電流計指針不偏轉
a
b
A
c溶液
課堂練習
B
如圖所示的裝置中，有關實驗的說法正確的是（ ）
B
a b c溶液 有關實驗的說法
A 鎂 鋁 稀硫酸 a電極上的電極反應式：
2H++2e H2
B 銅 鋁 鹽酸 b電極質量減輕
C 鐵 石墨 稀硫酸 b電極質量增加
D 石墨 鋁 燒堿溶液 電流計指針不偏轉
課堂練習
負極
正極
負極
正極
負極
正極
負極
正極
把a、b、c、d 四種金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連、a為負極；c、d相連，d上有氣泡逸出；a、c相連時，a質量減少；b、d相連，b為正極。則四種金屬的活動性順序由大到小排列為（ ）
a > c > d > b B. a > c > b > d
C. b > d > c > a D. a > b >c > d
A
課堂練習
把a、b、c、d 四種金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。
若a、b相連、a為負極；
c、d相連，d上有氣泡逸出；
a、c相連時，a質量減少；
b、d相連，b為正極。
活動性：a > b
活動性：c > d
活動性：a > c
活動性：d > b
活動性順序由大到小： a > c > d > b
課堂練習
二、化學電池
1.自制簡易電池
【目的】
根據原電池原理，設計和制作簡易電池，體會原電池的構成要素。
【用品】
水果（蘋果、柑橘或檸檬等），食鹽水，濾紙，銅片，鐵片，鋁片等金屬片，石墨棒，導線，小型用電器（發光二極管、電子音樂卡或小電動機等），電流表。
二、化學電池
1.自制簡易電池
問題討論：
水果電池中，水果的作用是什么？
通過比較不同材料作電極的簡易電池，你是否發現電極材料的選擇有一些值得注意的問題？
在以上實驗中，電池不可或缺的構成部分有哪些？
2.常見化學電池
二、化學電池
一次電池
二次電池
燃料電池
放電之后不能充電
例如：鋅錳干電池等
一次電池
2.常見化學電池
二、化學電池
可以充電，多次使用
例如：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等
二次電池
2.常見化學電池
二、化學電池
將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能的裝置
例如：氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等
燃料電池
2.常見化學電池
二、化學電池
下列說法錯誤的是（　 　）
A．鋅錳干電池中，鋅筒作正極
B．蓄電池充電時也發生了氧化還原反應
C．燃料電池清潔、安全又高效
D．化學電池是新能源和可再生能源的重要組成部分
A
課堂練習
本節課知識小結
本節課知識小結
本節課知識小結
負極鋅片失去的電子通過導線定向移動到正極銅片，從而形成電流
本節課知識小結
負極鋅片失去的電子通過導線定向移動到正極銅片，從而形成電流
本節課知識小結
負極鋅片失去的電子通過導線定向移動到正極銅片，從而形成電流
自我反饋
下列關于原電池的敘述，正確的是（ ）
A. 構成原電池的正極和負極材料必須是兩種活潑性不同的金屬
B. 原電池是將化學能轉變為電能的裝置
C. 在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原
D. 原電池放電時，電流的方向是從負極到正極
B
如圖所示，兩電極一為石墨棒，一為鐵片，若電流表的指針發生偏轉，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是（ ）
A. a為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸
B. b為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液
C. a為正極，是石墨棒，燒杯中的溶液為硫酸
D. b為正極，是石墨棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液
C
a
b
A
自我反饋
X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有 Z析出，X、Y與稀硫酸構成原電池時，Y為負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為（ ）
Y > X > Z B. X > Z > Y
C. Y > Z > X D. X > Y > Z
A
自我反饋
鋰海水電池常用在海上浮標等助航設備中，其示意圖如圖所示。電池反應為 2Li + 2H2O 2LiOH + H2 。電池工作時，下列說法錯誤的是（ ）
金屬鋰作負極
鎳電極上發生氧化反應
C. 可將化學能轉化為電能
D. 電子從鋰電極經導線流向鎳電極
B
金屬鋰
金屬鎳
海水

用電設備
自我反饋
隨著生活質量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是（ ）
A. 利用電池外殼的金屬材料
B. 防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染
C. 不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品
D. 回收其中石墨電極
B
自我反饋
謝謝

展開更多......

收起↑