化学人教版（2019）必修第二册6.1化学反应与能量变化 课件（共69张ppt）

(共69张PPT)
第一节　化学反应与能量变化
第1课时　化学反应与热能
能源分类
1、一次能源
2、二次能源
直接从自然界取得的能源
一次能源经过加工、转换得到的能源。
水能
风能
石油
天然气
原煤
蒸汽
电能
电能是现代社会中最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源
能源分类
火力发电仍是我国电能的主要来源
3．吸热反应和放热反应
释放　
吸收　
放热反应：________热量的化学反应吸热反应 ：________热量的化学反
常见的吸热反应和放热反应
放热反应 吸热反应
①所有的燃烧反应（包括爆炸）　 ②酸碱中和反应　 ③活泼金属与水/酸反应　 ④大部分化合反应　 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应 ①大多数分解反应
②Ba(OH)2·8H2O + NH4Cl
③以C、H2、CO为还原剂的反应
如:
化学变化
第一节 化学反应与热能
1．(2019·河南学业水平考试)下列反应属于吸热反应的是(　　)
A．铝热反应　　　　　 B．木炭燃烧
C．酸碱中和反应 D．煅烧石灰石
D
2．下列说法正确的是(　　)
A．放热反应在常温下一定很容易发生
B．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
C．吸热反应在通常条件下不可能很容易发生
D．反应能否发生与条件有关，反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系
D
第一节 化学反应与热能
知识点二　化学反应能量变化的原因
1．微观角度
反应物
旧键断裂
吸收能量E1
生成物
新键形成
释放能量E2
E1 > E2，反应吸收能量
E1 < E2，反应释放能量
第一节 化学反应与热能
断裂 1 mol Cl—Cl 键吸收243 kJ，断裂 1 mol H—H 键吸收436 kJ，共吸收______kJ；
形成 1 mol H—Cl 键放出431 kJ，共放出______kJ。
679
862
结论：该反应放出 183 KJ 热量
第一节 化学反应与热能
2．宏观角度
任何物质在一定的条件下都具有一定的能量，化学反应过程中的能量变化取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小。
图示
能量相对大小 反应物的总能量高于 生成物的总能量 反应物的总能量低于
生成物的总能量
放热反应
吸热反应
第一节 化学反应与热能
C
反应物总能量 > 生成物总能量
第一节 化学反应与热能
2．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化为金刚石时，要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是(　　)
A．石墨不如金刚石稳定
B．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
C．石墨转化为金刚石的反应是放热反应
D．等质量的石墨的能量高于金刚石的能量
B
第一节 化学反应与热能
4.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(　　)
D
C
第一节 化学反应与热能
C
练习
第一节 化学反应与热能
A
第一节 化学反应与热能
3．下列图示可以表示吸热反应的是 (　　)
A
第一节 化学反应与热能
4．已知2SO2＋O2→2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是(　　)
A．1 mol O2的能量一定高于2 mol SO2的能量
B．2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的总能量
C．1 mol SO2的能量一定高于1 mol SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
B
第一节　化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
火力发电
试分析火力发电工作原理和能量变化
化学能
热能
机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
火力发电的缺点
缺
点
排出大量温室气体
可能导致酸雨
能量转化效率低
煤炭是不可再生资源
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑
专用电池
摄像机
专用电池
“神六”用
太阳能电池
生活中的电池
如何使化学能直接转化为电能？
燃烧反应是氧化还原反应，
氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子的转移，
引起化学键的重新结合，伴随体系能量的变化
当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，
化学能要经过一系列能量转换才能转换为电能
若把氧化剂和还原剂分开在不同区域进行反应，
通过导线连接使电子转移，在闭合回路下形成电流，
便实现将化学能直接转化为电能
如 电池
原电池
1、原电池
将化学能直接转变为电能的装置
2、工作原理
稀H2SO4
Zn
Cu
【探究1】
实验现象
Zn片:
Cu片:
锌表面有气泡产生
Zn +2H+ = Zn2+ +H2↑
铜表面无明显现象
反应中什么物质得电子？什么物质电子？
有什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？
失电子
得电子
原电池
2、工作原理
【探究2】
稀H2SO4
Zn
Cu
实验现象
Zn片:
Cu片:
锌部分溶解
铜片表面有气泡产生
Zn +2H+ = Zn2+ +H2↑
怎样才能知道导线中有电子通过
H+得到的电子是Cu失去的吗？试写出铜片和锌片表面变化的离子方程式
Zn - 2e- == Zn2+
2H+ + 2e- == H2↑
原电池
2、工作原理
【探究3】
A
Zn
Cu
稀H2SO4
实验现象
Zn片:
Cu片:
锌片部分溶解
铜片表面有气泡产生
电流表：
电流表指针偏转
装置构成闭合回路，有电流通过
该装置如何构成闭合回路
电子由Zn → 导线 → 铜片
溶液中离子 定向移动产生电流
氢离子移向正极
硫酸根离子移向负极
溶液中的氢离子和硫酸根离子如何移动？
电极反应
电极材料 原电池正负极 电极反应式 发生的反应
Zn片
Cu片
电极总离子反应
负极
正极
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
氧化反应
还原反应
Zn+2H+=Zn2++H2↑（两个电极反应之和）
小结：
负极
失去电子的一极
氧化反应
活性强
正极
得到电子的一极
还原反应
活性弱
.
Cu
Zn
-
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
H+
SO42-
负极
正极
静电作用
Zn－2e－ = Zn2+
2H+ + 2e－=H2↑
内电路离子的定向移动
外电路电子的定向移动
电子从负极流出，流入正极
原电池
稀硫酸
【学习任务二】原电池的构造和工作原理
(2)微观探析原电池的工作原理
这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流
电子不下水，
离子不上岸
原电池
2、工作原理---粒子的移动方向
总结出原电池外电路中电子流动方向、电流流动方向、内电路离子流动方向
负极：电子流出，失去电子，发生氧化反应
正极：电子流入，得到电子，发生还原反应
外电路：
电子：负极→正极
电流：正极→负极
内电路：
阳离子→正极
阴离子→负极
电子不下水，
离子不上岸
原电池
3、构成条件
A
Zn
Cu
H2SO4
A
Zn
C
H2SO4
①
A
Zn
Zn
H2SO4
②
判断下列装置是否有电流通过
负
正
负
正
×
√
形成条件一：
有两种活泼性不同的金属(或金属与非金属导体)作电极
负极：通常是较活泼的金属
正极：较不活泼的金属或非金属（如石墨等）
原电池
3、构成条件
判断下列装置是否有电流通过
A
Zn
Cu
H2SO4
负
正
A
Zn
Cu
HCl
③
A
Zn
Cu
酒精
④
负
正
√
形成条件二：
两极之间填充电解质溶液
×
原电池
3、构成条件
判断下列装置是否有电流通过
A
Zn
Cu
H2SO4
负
正
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
⑤
×
形成条件三：
两极之间相连形成闭合回路
形成闭合回路的方式有多种，
可以是导线连接两个电极，
也可以是两电极接触。
原电池
3、构成条件
判断下列装置是否有电流通过
A
Zn
Cu
H2SO4
负
正
A
C
Cu
H2SO4
⑤
×
形成条件四：
有一个自发的氧化还原反应
原电池
3、构成条件
归纳原电池的构成条件
④能自发地发生氧化还原反应
①具有活泼性不同的两个电极（金属与金属或金属与非金属）
②两电极必须插在电解质溶液中
③形成闭合回路
老师叫你做笔记
一般情况下
负极：活动性较强的金属材料
正极：活动性较弱的金属材料或能导电的非金属材料
注：能与溶液剧烈反应的金属不能作电极
练习
1、有关原电池的下列说法中正确的是(　　)
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中，电流由负极流向正极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
C
练习
2、下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是(　　)
①Zn为正极，Cu为负极　
②H＋向负极移动　
③电子是由Zn经外电路流向Cu　
④Cu极上有H2产生　
⑤正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①③　B．③④　C．④⑤　D．②④
B
3、在用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是( )
A、锌片是正极,铜片上有气泡产生
B、电流方向是从 锌片流向铜片
C、溶液中硫酸的物质的量减小
D、电解液的PH保持不变
C
练习
练习
4、某原电池结构如图所示，下列有关于该原电池说法正确的是（ ）
A.能将电能转换成化学能
B.电子由碳棒经由外电路流向铁棒
C.碳棒发生氧化反应
D.总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
D
Ag
AgNO3溶液
总反应为：________________________ ,
负极是_____，电极反应试为____________________
正极是______，电极反应试为____________________
电子由________流向________ ，
电流从________流向________
溶液中NO3-向_______移动，
Ag+向_______移动
议
5、分析该原电池装置的正负极、电极反应、电子流向、电流方向、离子流向
Cu - 2e- == Cu 2+
2Ag+ + 2e- == 2Ag
Cu+2Ag+= Cu 2++2Ag
Cu
Ag
Cu片
Ag片
Cu片
Ag片
Cu片
Ag片
原电池
归纳原电池的工作原理
原电池的本质是氧化还原反应
通过一定的装置连接，使氧化剂和还原剂分开在不同区域进行反应
导线中有电子流通，溶液中离子定向移动，形成闭合回路，产生电流
实现了将化学能直接转化为电能
练习
例1　在下图的8个装置中，可以构成原电池的是________
④⑥⑦
练习
例2
下列装置能构成原电池的是(　　)
B
练习
例3　某活动小组设计原电池装置，你认为设计合理的是(　　)
B
原电池
3、正负极的判断
判断下列原电池的正负极
Zn
Cu
稀硫酸
Zn
Fe
A
稀硫酸
C
Zn
Fe
C
A
稀硫酸
A
稀硫酸
A
① 根据电极材料判断
-
+
-
+
-
+
-
+
负极: 较活泼的金属
正极: 较不活泼的金属或非金属导体
原电池
3、正负极的判断
②根据电极反应判断
负失氧
正得还
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
③根据电子或电流流动方向判断（外电路或导线）
电子：负极→正极
电流：正极→负极
④根据离子的定向移动方向（内电路或溶液）
阳离子→正极
阴离子→负极
e
e
原电池
3、正负极的判断
⑤根据电极现象判断（一般的）
电极不断溶解
有气泡冒出、有固体析出
负极
正极
⑥根据离子方程式判断
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
0 +1 +2 0
负极
在正极
A
Zn
Cu
H2SO4
练习
判断下列原电池的正负极：
Cu
Zn
稀H2SO4
Cu
Ag
AgNO3
Mg
NaOH
Al
Cu
浓硝酸
Fe
Zn
稀H2SO4
Fe
-
+
-
+
-
+
“强正弱负看环境”
-
+
+
-
失2e－
得2e－
2023-6-28
46
①写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目( ne—)
②找出正、负极，失电子的电极为负极；
③书写电极反应式:
负极反应式:
还原剂 — ne—＝氧化产物
正极反应式:
氧化剂 ＋ ne—＝还原产物
④两式相加，验证。
以Zn|H2SO4|Cu为例
Zn ＋2H＋＝ Zn2+ ＋H2↑
负极：Zn－2e－＝Zn2+
正极：2H＋＋2e－＝H2↑
书写步骤
1.
原电池电极反应式的书写
练习
2．根据Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是(　　)
A．镁　　　B．石墨　　C．铝　　　D．铅
D
3、下列装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是(　　)
C
练习
【病例分析】
练习
【病例分析】
格林太太的病如何医治呢？
原电池
4、原电池的应用
①制化学电源
( )
( )
( )
根据氧化还原反应设计原电池
Cu + 2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2
正极：Ag片/石墨棒
负极： Cu 片
电解质溶液： FeCl3
心脏起搏器
心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的
练习
【例】一个原电池的总反应的离子方程式Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，
该反应的原电池的组成正确的是（ ）
A B C D
正极 Zn Ag Cu Cu
负极 Cu Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl2
C
原电池
4、原电池的应用
②加快反应速率
例如：实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，
可加入少量CuSO4以加快反应速率
稀H2SO4
Zn
Cu
Zn+ CuSO4 =Cu + ZnSO4
锌、铜在稀硫酸溶液中形成原电池，加快锌与酸的反应速率
原电池
4、原电池的应用
③比较金属活动性顺序
【例】a、b、c三种金属，a与c构成原电池时，c作负极；
b与c构成原电池时， b作负极，判断a、b、c三种金属的金属性强弱为（ ）
A、a>b>c B、b>c>a
C、a>c>b D、c>b>a
B
一般说来: 活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极
练习
[例] 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＞Ｘ
C
[例] 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A．a ＞ b ＞ c ＞ d B．a ＞ c ＞ d ＞ b
C．c ＞ a ＞ b ＞ d D．b ＞ d ＞ c ＞ a
B
练习
练习
1、下图为水果电池示意图，下列说法正确的是（ ）
A、锌片作负极，质量逐渐减少
B、电子由铜片沿导线流向锌片
C、铜电极逐渐溶解
D、该装置将电能转化为化学能
A
2、某同学根据原电池原理设计了“苹果电池” ，下 列有关说法中正确的是(　　)　　
　　A．电子转移从铜片到铁片
　　B．铁片是此“苹果电池”的正极
　　C．苹果里有电解质溶液
　　D．一段时间后取出Cu片，其质量减少
C
2、对于化学反应：Cu + 2AgNO3 == Cu(NO3)2 + 2Ag ，
若将该反应设计为原电池，下列说法正确的是（ ）
A、Cu作正极，电子由Ag流向Cu
B、溶液中Ag+向铜片移动
C、反应一段时间后，Ag片上有固体析出
D、Ag电极逐渐溶解
A
Ag
AgNO3溶液
Cu
C
练习
练习
M N P
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Fe 稀盐酸
C Ag Zn AgNO3溶液
D Fe C CuSO4溶液
3、图所示装置中，观察到电流计指针偏转；M棒变粗；N棒变细，由此判断表中所列M，N，P物质，其中可以成立的是（ ）
C
练习
5、某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（ ）
A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e－= Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b用导线连接时，SO42－向铜电极移动
D　
练习
4、将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
（1）上图两装置中能构成原电池的是　 　(填甲或乙)。
（2）当甲中产生1.12L（标准状况）气体时，理论上通过导线的电子的物 质的量为　 　。
（3）现有如下两个反应：
A：NaOH+HCl=NaCl+H2O ；
B：Fe+2Fe3+= 3Fe2+,根据两反应的本质，判断　 不能设计成为原电池
（填A或B），不能的原因是　 。
甲
B
不是氧化还原反应
0.1mol
练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象为__________________________________________
两极反应式为：正极 ；
负极 。
该装置将 能转化为 能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为________________________，
总反应方程为 __________________________。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；
化学能
电能
Mg － 2e- = Mg2+
Al
2H+ + 2e- = H2↑
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
5、有一原电池如图，回答下列问题
常见的锌锰干电池的构造如图6-10所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。
一次电池
1.
容易漏液（锌外壳变薄；糊状NH4Cl显酸性）
防腐金属筒或塑料筒
防漏电池
锌锰干电池的缺点:
湿的氢氧化钾
电解液
NH4Cl糊状
优点：不易发生泄漏。
碱性锌锰干电池
2.
正极：PbO2
负极：Pb
电解质：H2SO4溶液
正负极材料
有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。
二次电池
2.
正极材料: NiO(OH)
负极材料: Cd
电解质：KOH
优点：寿命长，充电快，电压变化小。
缺点：有记忆效应。镉是致癌物质，污染环境。
镍镉电池
2.
优点：无污染，能量密度高，可快速充放电，循环寿命长。
缺点：记忆效应。
镍氢电池
3.
优点：能量密度大，没有记忆效应。循环性能优越、可快速充放电。
使用寿命长。不含有毒有害物质，被称为绿色电池。
缺点：价格较昂贵。
锂是最轻(密度最小)的金属，活动性强，是制造电池的理想物质。
锂离子电池
4.
减 少 污 染 节 约 资 源
有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使１万立方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量。