第3节 化学能转化为电能——电池
第1课时 原电池的工作原理
1．了解原电池的工作原理。(重点)
2．能写出电极反应式和电池反应方程式。(重点)
3．学会设计简单原电池装置。
原
电
池
的
工
作
原
理
教材整理1 铜锌原电池实验
1．实验装置
2．实验现象及分析
实验现象
检流计指针偏转；锌片溶解，铜片变粗
电极反应
负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应正极(铜极)：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应
电子流向
电子由锌片通过导线流向铜片
电池反应
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
能量转换
化学能转化成电能
教材整理2 原电池工作原理
1．原电池
(1)定义：能将化学能转化为电能的装置。
(2)电极名称及电极反应。
①负极：电子流出的一极，发生氧化反应。
②正极：电子流入的一极，发生还原反应。
(3)原电池的构成条件。
①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。
②电解质溶液。
③构成闭合回路。
④能自发发生的氧化还原反应。
2．工作原理
外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。
1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。
1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。其基本构造如图所示。
问题思考：
(1)该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO通过盐桥移向锌极吗？
【提示】 该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO不会通过盐桥移向锌极。
(2)取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？
【提示】 取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。
(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？
【提示】 将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。
(4)根据以上现象分析，盐桥起了什么作用？
【提示】 盐桥起到了使整个装置构成闭合回路的作用，同时能阻止反应物的直接接触。盐桥中Cl－向ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。
1．原电池正负极的判断依据
(1)依据电极材料的活泼性判断
负极：活泼性相对强的一极；
正极：活泼性相对弱的一极。
(2)依据电子流向或电流流向判断
负极：电子流出或电流流入的一极；
正极：电子流入或电流流出的一极。
(3)依据溶液中离子移动的方向判断
负极：阴离子移向的一极；
正极：阳离子移向的一极。
(4)依据两极的反应类型判断
负极：发生氧化反应的一极；
正极：发生还原反应的一极。
(5)依据电极反应的现象判断
负极：溶解或减轻的一极；
正极：增重或生成气体的一极。
【特别提醒】 正极的作用是导体及产生电势差，它不参与化学反应。负极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是导体又是负极反应物，有的原电池负极的作用是导体，它不参与反应。
2．原电池原理的应用
(1)加快氧化还原反应的速率
①实验室用粗锌和稀盐酸或稀硫酸反应制H2，加快反应速率；
②如果用纯锌和稀盐酸或稀硫酸反应制H2，可加入少量的CuSO4溶液加快反应速率。
(2)比较金属的活动性强弱
原电池中，负极的金属活动性＞正极的金属活动性。
(3)设计原电池
①将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；
②根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。
题组1 原电池原理
1．如图所示的装置能构成原电池产生电流的是( )
【解析】 A项中的电极相同；C项中未构成闭合回路；D项中酒精是非电解质。
【答案】 B
2．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示( )
图1 图2
A．铜棒的质量
B．c(Zn2＋)
C．c(H＋)
D．c(SO)
【解析】 该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A.在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B.由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，错误；C.由于反应不断消耗H＋，所以溶液的c(H＋)逐渐降低，正确；D.SO不参加反应，其浓度不变，错误。
【答案】 C
3．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
【解析】 A．Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变；C.电池工作时，甲池反应为Zn－2e－===Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64
g
Cu析出，则进入乙池的Zn2＋为65
g，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。
【答案】 C
题组2 正负极判断
4．原电池的正极一定是( )
A．化学性质较活泼的金属
B．化学性质较不活泼的金属
C．电子流出的一极
D．电子流入的一极
【解析】 正极的判断方法：(1)外电路电流流出，电子流入的一极；(2)发生还原反应；(3)化学性质较不活泼的金属或惰性电极；(4)阳离子移向的一极；(5)常见有气泡冒出或有金属析出的电极。
【答案】 D
5．在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁，则Y可能是( )
A．锌
B．石墨
C．银
D．铜
【解析】 电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。
【答案】 A
6．某原电池，将两金属X、Y用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现Y电极质量增加，则可能是下列情况中的( )
A．X是负极，电解质溶液为CuSO4溶液
B．X是负极，电解质溶液为稀H2SO4溶液
C．X是正极，电解质溶液为CuSO4溶液
D．X是正极，电解质溶液为稀H2SO4溶液
【解析】 Y电极质量增加，说明溶液中的阳离子得电子而在Y极(正极)上析出金属形成的。
【答案】 A
题组3 原电池原理的应用
7．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，外电路电流由d到c；a、c相连时，c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由强到弱的顺序为
( )
A．a>b>c>d
B．a>c>d>b
C．c>a>b>d
D．b>d>c>a
【解析】 在金属与稀硫酸组成的原电池中活泼金属作负极。所以有a＞b，c＞d，a＞c，d＞b。
【答案】 B
8．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速度甲比乙慢
【解析】 由题目所给图示可知，甲为原电池，铜作正极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，反应速率加快；乙不能构成原电池(无闭合回路)，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，二者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。
【答案】 C
9．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是______；电解质溶液Y是______。
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为_____________；X电极上发生的电极反应为_______________________________________________。
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
【解析】 由题给反应可知以下信息
电极
材料
电极反应
负极
Cu
Cu－2e－===Cu2＋
正极
Ag
Ag＋＋e－===Ag
则X为Cu，Y为AgNO3溶液。
【答案】 (1)铜 AgNO3溶液
(2)正 Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋
(3)铜 银
第2课时 化学电源
1．了解化学电源的分类。
2．了解常见的化学电源及其工作原理。(难点)
3．了解化学电源的广泛使用及对环境的影响。
化
学
电
源
教材整理1 化学电源的分类
1．一次电池：只能放电，不能充电。
2．可充电电池：又称二次电池。放电时为原电池；充电时为电解池。
3．燃料电池。
教材整理2 锌锰干电池
项目
酸性锌锰干电池
碱性锌锰干电池
电极
用碳棒作正极，锌作负极
电解质
氯化铵和氯化锌
氢氧化钾
电极反应
正极
2NH＋2e－===2NH3＋H2
MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－
负极
Zn－2e－===Zn2＋
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
电池反应
Zn＋2NH4Cl===ZnCl2＋2NH3＋H2
Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2
教材整理3 铅蓄电池
1．放电时(原电池)
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。
正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。
总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
2．充电时(电解池)
阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO。
阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。
总反应式：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
教材整理4 氢氧燃料电池
电极反应及电池反应(碱性电解质)
负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O。
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
电池反应：2H2＋O2===2H2O。
(1)试探究燃料电池中H2在不同环境中的电极反应：
①硫酸作电解质；②NaOH作电解质。
【提示】 ①H2－2e－===2H＋
②H2＋2OH－－2e－===2H2O
(2)试探究燃料电池中O2在不同环境中的电极反应：
①硫酸作电解质；②NaOH作电解质。
【提示】 ①O2＋4H＋＋4e－===2H2O
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)试探究Fe作原电池负极时在下列不同环境中的电极反应：
①硫酸作电解质；②NaOH作电解质。
【提示】 ①Fe－2e－===Fe2＋
②Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
(4)某燃料电池的负极反应式为C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO＋11H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则该电池的总反应方程式如何书写？
【提示】 根据得失电子守恒将正负极反应式加和得到该电池的总反应式：C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO＋5H2O。
原电池电极反应式的书写
1．一般电极反应式的书写
2．复杂电极反应式的书写
【特别提醒】 燃料电池的电极反应式书写注意事项
溶液性质
H2氧化后存在形式
O2还原后存在形式
酸性
H＋
H2O
中性
H＋
OH－
碱性
H2O
OH－
题组1 化学电源的工作原理
1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O===Zn(OH)2＋Mn2O3。下列说法错误的是
( )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：
2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2
mol电子，锌的质量理论上减小6.5
g
【解析】 根据电池反应可知电极反应式为：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极：2MnO2＋2e－＋H2O===Mn2O3＋2OH－，故A、B都正确；电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C错误；外电路中每通过0.2
mol电子时，锌反应掉0.1
mol，质量减少6.5
g，D正确。
【答案】 C
2．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
【解析】 图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，负极上有CO2产生，故A错误；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。
【答案】 A
3．铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸，工作时该电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
试根据上述情况判断：
(1)蓄电池的负极材料是________。
(2)工作时，正极反应式为
_______________________________________________________________。
(3)工作时，电解质溶液的酸性________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。
(5)外电路电流从________极流向________极。
【解析】 蓄电池工作(放电)时，起原电池作用。根据原电池原理，负极失去电子发生氧化反应，元素化合价升高，所以Pb为负极；正极得到电子发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知，PbO2是氧化剂，即正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O；从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应，H＋转变成H2O，所以酸性减小；原电池工作时，溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。
【答案】 (1)Pb (2)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O (3)减小 (4)负 (5)正 负
题组2 新型电源电极反应式的书写
4．锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
D．放电时，电路中通过2
mol电子，消耗氧气22.4
L(标准状况)
【解析】 A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2
mol电子时，消耗0.5
mol
O2，其体积为11.2
L(标准状况)。
【答案】 C
5．某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为：
Fe＋NiO2＋2H2O
Fe(OH)2＋Ni(OH)2，下列说法中正确的是
( )
A．放电时，负极上发生反应的物质是Fe
B．放电时，正极反应是NiO2＋2e－＋2H＋===Ni(OH)2
C．充电时，阴极反应是Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O
D．充电时，阳极附近c(OH－)增大
【解析】 电池的负极发生氧化反应，该蓄电池的负极为Fe，A项正确；该电池的正极为NiO2，发生还原反应，电极反应为NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－，B项错误；充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，C项错误；充电时阳极的电极反应为Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O，c(OH－)减小，D项错误。
【答案】 A
6．科学家预言，燃料电池是21世纪获得电子的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。已知电池放电时发生的化学反应方程式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
请回答下列问题：
(1)在硫酸电解液中，CH3OH失去电子，该电池的正极反应式是
_______________________________________________________________；
负极反应式是
_______________________________________________________________。
(2)电解液中的H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是________极。
(3)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次
_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
【解析】 (1)书写电极反应方程式注意电解质溶液，本题是酸性溶液。(2)由电极反应可知，H＋在正极消耗，在负极生成，所以向正极移动。(3)燃料电池除能量转化率高外，还减少了大气污染。
【答案】 (1)O2＋4H＋＋4e－===2H2O
CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
(2)正 负 (3)减少空气污染
【规律总结】 二次电池电极反应规律(1)放电为原电池反应，充电为电解池反应。原电池的负极反应与电解池的阴极反应、原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应。(2)二次电池充、放电时电池的接法：
第3课时 金属的腐蚀与防护
1．了解金属腐蚀的原理。
2．能够利用电化学知识进行金属防护。(重点)
金
属
的
腐
蚀
教材整理1 金属的腐蚀概述
1．定义：金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。
2．实质：金属失去电子发生氧化反应。
3．分类
金属腐蚀
教材整理2 金属电化学腐蚀的原理
1．定义：两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生的腐蚀。
2．实质：被腐蚀的金属成为原电池的负极而被氧化。
3．分类
(1)吸氧腐蚀(以铆有铁钉的铜板为例)。
负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，
正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，
电池反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。
(2)析氢腐蚀。
负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，
正极反应：2H＋＋2e－===H2↑，
电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验。
问题思考：
(1)图一实验有什么现象？解释原因。
【提示】 铁钉锈蚀，试管内液面上升；
原因：Fe－2e－===Fe2＋，O2＋4e－＋2H2O===4OH－，试管内气压减小。
(2)图二实验有什么现象？解释原因。
【提示】 铁钉锈蚀，试管内液面下降；
原因：Fe－2e－===Fe2＋，2H＋＋2e－===H2↑，试管内气压增大。
(3)日常生活中，钢铁制品普遍发生哪种腐蚀？
【提示】 吸氧腐蚀。
1．化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
金属与非金属等直接接触
不纯金属或合金与电解质溶液接触形成原电池
电流
无电流产生
有微弱电流产生
结果
金属被氧化
较活泼金属被氧化
实质
M－ne－===Mn＋
关系
①化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生②电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大
2.吸氧腐蚀与析氢腐蚀的比较
区别与联系
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
相同点
实质
金属作原电池负极，失电子被氧化
负极
Fe－2e－===Fe2＋
不同点
条件
水膜呈很弱的酸性、中性或碱性
水膜酸性较强
正极
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H＋＋2e－===H2↑
总反应
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
其他反应
Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
1．下列关于金属腐蚀的说法正确的是
( )
A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑
B．金属化学腐蚀的实质是M－ne－===Mn＋，电子直接转移给氧化剂
C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
【解析】 金属与接触的化学物质直接发生氧化还原反应的过程为化学腐蚀，金属失去的电子直接转移给氧化剂；金属的腐蚀以电化学腐蚀为主，在中性或弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀，电子由金属转移到不活泼的正极材料上被氧化剂得到。
【答案】 B
2．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )
A．正极的电极反应为：
2H＋＋2e－===H2↑
B．此过程中还涉及反应：
4Fe(OH)2＋2H2O＋
O2===4Fe(OH)3
C．此过程中铜并不被腐蚀
D．此过程中电子从Fe移向Cu
【解析】 吸氧腐蚀中正极是O2得电子：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
【答案】 A
3．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐
水和氯化铵溶液(呈酸性)，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是
( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【解析】 a、b中生铁发生电化学腐蚀，碳作正极，铁作负极；a中NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，O2被消耗，试管内气体压强降低，b试管中盛装NH4Cl溶液，呈酸性，发生析氢腐蚀，产生H2，试管内气体压强增大，故红墨水柱两边的液面应左高右低。
【答案】 B
4．如图所示为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；
(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为
________________________________________________________________；
(3)若生成4.29
g
Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
【解析】 (1)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu－2e－===Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(2)正极产物为OH－，负极产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。
(3)4.29
g
Cu2(OH)3Cl的物质的量为0.02
mol，由Cu元素守恒知，发生电化学腐蚀失电子的Cu单质的物质的量为0.04
mol，失去电子0.08
mol，根据电子守恒可得，消耗O2的物质的量为0.02
mol，所以理论上消耗氧气的体积为0.448
L(标准状况)。
【答案】 (1)c (2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓ (3)0.448
金
属
的
防
护
1．加保护层法：在金属表面覆盖保护层，使金属与外界隔开。如电镀、涂油漆、搪瓷、钝化、覆盖塑料橡胶等。
2．电化学保护法
——
——
3．金属的防护措施图示
防止金属的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失。
甲 乙
问题思考：
(1)为降低某水库铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲方案，焊接在铁闸门上的固体材料R采用什么金属？
【提示】 R活泼性应比铁强且能稳定存在于水溶液中，通常选锌。
(2)图乙所示方案也可降低铁闸门的腐蚀速率，铁闸门应连接直流电源的什么极，这属于哪种防护方法？
【提示】 铁闸门接电源负极，这是外加电流阴极保护法。
(3)在钢铁的表面镀锌属于金属的电化学保护法吗？
【提示】 不是。电镀虽然是应用电解原理，但对金属的防护来说是在金属的表面增加了保护层，属于涂覆盖层保护法，不属于电化学保护法。
(4)马口铁(镀锡铁板)的镀层遭到破坏后，是否还能起到保护铁的作用？白铁皮(镀锌铁板)呢？
【提示】 马口铁的镀层遭到破坏后，由于镀层金属锡的活泼性比铁弱，当发生电化学腐蚀时，铁将作原电池的负极，会加速金属铁的腐蚀。如果白铁皮的镀层遭到破坏后，因为镀层金属锌的活泼性比铁强，因此当发生电化学腐蚀时，铁将作原电池的正极，会被保护。
(5)不锈钢是采用什么方法来防止金属腐蚀的？
【提示】 冶炼钢铁时向其中加入一些其他元素，制成合金，是通过改善金属的内部结构来防止金属腐蚀的。
常见防止金属腐蚀的具体方法
1．给金属穿上“防护服”。
涂漆——如在钢铁表面涂防锈油漆；
热镀——加热锌或锡等耐腐蚀性能较强的金属，使其均匀覆盖于钢铁表面；
电镀——在钢铁表面形成锌或铬等耐腐蚀性较强的金属镀层；
喷涂有机或无机涂层材料等。
2．电化学防护法——即牺牲阳极保护法和外加电流阴极保护法。
3．在钢铁中加入一定比例的铬和镍(如14%～18%
Cr,7%～9%
Ni)，改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”。
题组1 金属腐蚀的快慢
1．埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是
( )
A．在含铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿疏松透气的土壤中
C．在干燥致密不透气的土壤中
D．在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中
【解析】 A易发生析氢腐蚀；B易发生吸氧腐蚀；D易发生原电池反应，从而都加快了腐蚀的速率。
【答案】 C
2．如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是( )
A．④>②>①>③
B．②>①>③>④
C．④>②>③>①
D．③>②>④>①
【解析】 在原电池中，活泼金属为负极被氧化，不活泼金属被保护，其腐蚀的速率大大减小，所以装置③中的铁腐蚀速率比①中的慢；反之，当铁与不比它活泼的金属，如Sn、Cu等连接起来时，则其腐蚀速率增大，所以在容器②中的铁比容器①中的铁腐蚀得快；容器④是电解池，Fe是阳极，不断地以Fe2＋的形式进入溶液中，从而加速了铁的腐蚀，在上述四种容器中，容器④中的铁腐蚀最快。综上所述，铁被腐蚀由快到慢的顺序为：④>②>①>③。
【答案】 A
3．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu—Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【解析】 图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，选项A错误；图b中开关置于M时，Cu—Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu—Zn合金作正极，腐蚀速率减小，选项B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，选项C错误；图d中Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，选项D错误。
【答案】 B
【规律总结】 金属腐蚀快慢的规律(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。(3)活动性不同的两种金属：活动性差别越大，活动性强的金属电化学腐蚀越快。
题组2 金属的防护
4．下列金属防护的方法不正确的是( )
A．对健身器材涂油漆以防止生锈
B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C．用牺牲锌块的方法来保护船身
D．自行车的钢圈上镀上一层铬防锈
【解析】 “机械转动部位”应涂油脂防锈，油脂既能防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。
【答案】 B
5．下列金属的防护方法中属于牺牲阳极保护法的是( )
A．铁塔上焊接大大小小的锌块
B．体育器材表面涂上防护漆
C．水下铁闸门和直流电源的负极相连
D．自行车链条上涂一层机油
【解析】 牺牲阳极保护法原理是形成原电池，活泼金属作阳极(负极)，被保护金属作阴极(正极)。
【答案】 A
6．利用如图装置探究铁在海水中的电化学腐蚀与防护。下列说法不正确的是
( )
【导学号：05310041】
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，采用了牺牲阳极保护法
B．若X为锌棒，开关K置于N处，X极的反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，采用了外加电流阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于M处，X极的反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【解析】 X为锌棒，K置于M时，形成原电池，锌为负极被腐蚀，保护了铁，A正确；X为锌棒，开关K置于N处，形成电解池，锌棒为活性阳极，Zn－2e－===Zn2＋，B错误；若X为碳棒，开关K置于N处，形成电
解池，铁棒作阴极被保护，C正确；若X为碳棒，开关K置于M处，形成原电池，铁发生吸氧腐蚀，X极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D正确。
【答案】 B1-1-1
化学反应的反应热
教学目标
知识与技能：
1．通过反应热定义的学习，了解反应热效应的定量描述与反应条件有关。
2．通过中和热的实验，了解反应热效应的定量测定原理和方法。
过程与方法：
1．通过反应热定义的学习，理解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。
2．在学习过程中，学会运用观察、对比、分析、思考等方法对所获得的信息进行处理。
情感态度与价值观：
1．体会实验成功的喜悦，感悟科学探究的乐趣。
2．养成良好的实事求是的科学态度。
教学重点：
反应热的概念
教学难点：
对反应热概念的理解
教学过程：
【引入】播放“欢迎走进化学反应原理”的视频
【板书】第一章
化学反应与能量的变化
【学生】学生自行体会定量观→动态观→微粒观
【设计意图】通过视频引入，增强学生学习化学反应原理的兴趣。初步介绍学科观念。
【教师】演示实验：
1.点燃镁条；
2.冰袋的奥秘：氯化铵氢氧化钡用结实的塑料袋代替烧杯，称取2
g氯化铵晶体倒人塑料袋中，从中间系扎。再称4
g粉末状氢氧化钡晶体加人袋中用线绳扎紧密封备用（如上图所示）。上课时解开中间的绳子，并用手轻轻搓揉使之混匀。然后传给学生。
【学生】1.
观察，思考能量的转化形式。
用手感觉塑料袋温度的变化情况。
注意事项：所用塑料袋必须结实，不能在搓揉中弄破而腐蚀手臂。
【思考】在实验一和实验二中，能量的转化形式有何不同？
【设计意图】把反应热这一抽象的概念以具体的实验展现出来，初步建立探究反应热的实验方法。
【板书】第一节
化学反应的热效应
【思考】
什么是化学反应（变化）？
化学反应的实质是什么？
在旧化学键断裂和新化学键生成的过程中各伴随什么变化？
能量变化的形式有哪些？
【学生】回忆必修二中的相关知识点回答问题。
【思考】常见的放热反应和吸热反应各有哪些？
【学生】学生自行举例，列举熟悉的化学反应能量变化的形式和放热反应、吸热反应。学生诵读反应热的概念，并书写反应热的计算公式。
【投影】展台展示学生答案
放热反应：燃料的燃烧、中和反应、金属与酸、大多数化合反应。
吸热反应：C+CO2、H2+CuO、C+H2O、固态碱与铵盐晶体的反应，大多数分解反应，如CaCO3高温分解
【教师】组织学生阅读课本P2-3内容，初步了解反应热的含义
【板书】一、化学反应的热效应
1、反应热
【思考】
什么是反应热，影响反应热的因素有哪些？
请通过图示从物质变化角度说明反应热的含义。请通过图示从化学键变化角度说明反应热的含义。
【投影】
【设计意图】培养学生的自主学习能力、总结归纳能力。引导学生多角度地认识反应热，构建知识体系。
【思考】在描述反应热时，需要注意哪些问题？
【学生】讨论，并总结。
1.符号：Q，斜体大写
2.单位：J·mol-1或kJ·mol-1
3.规则：+
仅表示吸热
-
仅表示放热
4.温度不变
【设计意图】培养学生的总结归纳能力。
【教师】任务布置：
.结合活动·探究内容，画出测量中和热的装置示意图，并写出实验原理及各个物理量的含义。
小组合作，完成实验，并记录实验数据。
分析实验数据，得出结论。
【板书】2、中和热
【学生】完成实验并记录。
【设计意图】学生通过实验获得感性认识，进一步理解中和热的测定原理和要点，进而深入认识反应热的含义。
【交流研讨】1.实验现象；2.数据分析。
3.所得结论。4.总结测量中和热的要点。
【思考】
实验中为什么一定要用强酸、强碱的稀溶液？
实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？
为什么要调节NaOH溶液的温度，使之与盐酸的温度相同？
【学生】学生展示：
弱酸、弱碱电离会吸热；强酸、强碱稀释时会放热。
不能，铜丝导热，影响测量结果的准确度。反应热必须在一定温度下测量。
【设计意图】培养学生的语言组织能力和独立学习能力。
板书设计：
化学反应与能量变化
化学反应的热效应
化学反应的反应热
反应热
中和热
教学回顾：
本整体设计基于学生原有的知识基础，着力与构建学生的学科知识体系和实验探究能力的提高，体现趣味、合作、探究的新课程理念。本节课的教学设计着重调整了教学思路，把反应热这一抽象的概念以具体的实验展现出来，初步建立探究反应热的实验方法，课堂反馈较好。
本节课首先通过视频引入，吸引学生的注意，介绍《化学反应原理》的学科观念。然后通过演示实验，激发学生的思考，为课程的学习打下基础。这节课有实验，学生比较活跃，课堂气氛好，从课上检查情况来看，学生敢于分享动手实验，敢于分析自己的实验数据和结论，合作意识和高一相比有着明显提高，同时，也可以看出实验教学的重要性。由于反应热的概念较为抽象，课后，学生还应该加大练习，进一步熟悉反应热及其应用。第三节
化学能转化为电能--原电池
[参考资料]
1、原电池的正负极的判断方法
（1）由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
（2）根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。
（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
（4）根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。
（5）根据电极现象判断。溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。
2、原电池的应用
（1）加快氧化还原反应的速率
如①实验室用Zn和稀H2SO4（或稀HCl）反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和粗锌、稀H2SO4的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
②如果用纯Zn，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu2++Zn
Cu+Zn2+，生成的Cu和Zn在稀H2SO4的溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快。
（2）比较金属的活动性强弱
例如：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，根据电极现象判断出A是负极，B是正极；由原电池原理可知，金属活动性A>B，即原电池中，活泼性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。
（3）设计原电池
例如：利用Cu+2FeCl3
2FeCl2+CuCl2的氧化还原反应设计原电池，由反应式可知：Cu失去电子作负极，FeCl3(Fe3+)在正极上得到电子，且作电解质溶液，正极为活泼性比Cu弱的金属离子或导电的非金属等。如图：
负极(Cu)—2e—
Cu2+(氧化反应)
正极(C)：2Fe3++2e—
2Fe2+(还原反应)
（4）金属的腐蚀（从理论上揭示钢铁腐蚀的主要原因）
金属腐蚀的本质是：M—ne—
Mn+发生氧化反应，氧化金属（如Fe）的最主要的氧化剂是空气中的O2，其次是酸性电解质溶液中的H+。
腐蚀规律：
①原电池腐蚀中，两金属活动性相差越大，活泼金属腐蚀越快。
②对同样的电极，强电解质引起的腐蚀>弱电解质引起的腐蚀>非电解质引起的腐蚀。
【多彩化学】电池的服务寿命
电池是一种化学物质，因而也是有一定服务寿命的，诸如干电池（包括普通的碱性电池）等一次电池是不能充电的，服务寿命当然只有一次。对于充电电池，一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在300~700次左右，镍氢电池的可充电次数一般为400~1000次，锂离子电池为500~800次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用的原料、制作工艺等因素的影响，还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如，某人于1985年开始使用的6节HITACHI（日立）镍镉电池，一直到现在还在继续使用，只是电池容量有些降低了。看来，只要使用方法合理，充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。
质子交换膜燃料电池
质子交换膜燃料电池以磺酸型质子交换膜为固体电解质，无电解质腐蚀问题，能量置换效率高，无污染，可室温快速启动。质子交换膜燃料电池在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景，尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。
弯曲异形的高分子电池
现在另外一种新型电池-高分子电池，也被各大手机厂商看好。其实高分子电池只是一个泛称，一般指构成电池的正极、负极与电解质三要素中，至少有一项使用高分子作为主要材料。目前高分子主要被应用在正极与电解质。由于使用高分子取代电池中的电解液，因此不必再有为了封闭液状电解液的外部壳子，所以这样电池可以从根本上避免漏液的问题；而且电池内部是胶态的固体，所以可以制成薄型电池，在2.6V、400mAh容量的情况下其厚度只有0.5mm；还可以设计成多种形状，这种电池最大可弯曲90度左右。这在一些“异形”手机中是相当方便应用的。
固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高效，环境友好的特点外，它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用，使其综合效率可由50%提高到70%以上；它的燃料适用范围广，不仅能用H2，还可直接用CO、天然气(甲烷)、煤汽化气、碳氢化合物、NH3、H2S等作燃料。这类电池最适合于分散和集中发电。化学反应与能量转化
第1节
化学反应的热效应（第二课时）
课题
第1节化学反应的热效应（第二课时）
课型
新授课
教学目标
知识与技能
盖斯定律及其应用
过程与方法
通过“联想.质疑”等活动，训练学生的思维能力；通过“活动探究”等实践活动，对学生进行定量实验的基本训练；通过“交流研讨”等学生互动和师生互动活动，培养学生的动手、动脑能力以及获取、分析处理、归纳信息的能力；通过阅读“拓展视野”“资料在线”
“方法导引”“追根寻源”等资料，扩大学生的知识面，增加学生全面的能力。
情感态度与价值观：
使学生能从能量角度比较深刻的了解化学科学对人类的贡献，通过进一步了解化学的研究特点，激发学习的兴趣，建立基本的化学科学思维。
教学重点：
盖斯定律及其应用
教学难点：
盖斯定律及其应用
教法与学法
设计问题、实验探究、多媒体教学
教学用品
多媒体教学课件，学案
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
讨论：
C(s)+1/2O2(g)==CO(g)
ΔH1=
上述反应在氧气供应充足时，可燃烧生成CO2，氧气供应不充分时，虽可生成CO，但同时生成部分CO2，因此该反应的ΔH1无法直接测得。参考P8图1-1-8，思考如何间接计算该反应的反应热？
观看和倾听
激发学生思维。
学生自主活动与探究
①C
(s)+1/2O2(g)==CO(g)
ΔH1=
②CO(g)+1/2O2(g)==
CO2(g)
ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol①
+
②
=
③
，则
ΔH1
+
ΔH2
=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2
ΔH1=-393.5kJ/mol+
283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol
学生相互讨论、交流
强化理解
讲述
不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律
学生相互讨论、交流
培养学生观察，思考，动手，小组合作能力
各小组讨论研讨盖斯定律的理解
如何理解盖斯定律？1）请用自己的话描述一下盖斯定律。
组装实验装置；实验，观察现象并记录。
培养动手能力及实验过程中发现和解决问题能力。
讲述
某人从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m。即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关。这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热。如图理解
积极思考，积极参与小组讨论，合作。
激发兴趣，积极思考
拓展人物背景
盖斯：G.H.Germain Henri Hess (1802～1850)瑞士化学家。1802年8月7日生于瑞士日内瓦，1850年12月12日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)。3岁随父侨居俄国,并在俄国受教育。1825年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础教育。1826～1827年，在斯德哥尔摩J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学。回俄国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物。1830年当选为圣彼得堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业学院讲授化学。1838年成为俄国科学院院士。盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸。他研究了炼铁中的热现象，作了大量的量热工作。1836年发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律公诸于世，后被称为盖斯定律。此定律为能量守恒定律的先驱。当一个反应不能直接发生时，应用此定律可间接求得反应热。因此，盖斯也是热化学的先驱者。著有《纯粹化学基础》(1834)，曾用作俄国教科书达40年。
拓展视野，感悟历史人物的魅力
引入化学史，对学生进行，历史唯物主义教育。
过度引入
反应焓变的计算方法：由盖斯定律可知，若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。因此可利用已知化学反应的热效应，通过代数的加减来求得某一反应的热效应。但运算时必须注意，欲消去的物质的种类、状态均应该相同。同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；ΔH
=
-2983.2
kJ/molP(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；ΔH
=
-738.5
kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_________________________________。
回顾、归纳，积极思考，联系新旧知识
过渡，引起学生思考
链接高考
北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8）,
亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。（1）丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)==CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)
△H1＝+156.6kJ/molCH3CH＝CH2(g)==CH4(g)＋HC≡CH(g)
△H2＝+32.4kJ/mol则相同条件下，以下反应C3H8(g)==CH3CH＝CH2(g)＋H2(g)的△H＝
+124.2
KJ/mol。
感悟高考，积极思考，回答。
明确考点，理解强化
强化理解细节
盖斯定律在科学研究中的重要意义：有些反应进行得很慢有些反应不容易直接发生有些反应的产品不纯（有副反应发生）这些都给测量反应热造成了困难利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来
归纳，总结，积极思考知识点
强化细节，引起学生思考
达标检测
具体题目
动手练习
强化训练知识升华
点评总结
课堂小结：评价学生的表现，与学生交流提出希望。
学生谈心得体会
对本节课学生的表现及时总结与评价，激励学生学习的积极性。
达标拓展作业布置
见学案课件展示作业布置
练习
巩固本节知识点
板书设计
盖斯定律：不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。△H=△H1+△H2
+△H3
学生记笔记，总结本节重点知识。
强化重点，归纳总结重点知识。
反思
本节课内容较多，在课堂设计时以化学反应的热效应为主线索，适当提及回顾了以前所学过的相关知识，在进行时过程较紧张，可能与上课时放的较开有关系，应该稍微紧一下，或许能在预定时间内完成。由于给了学生较多的表现的机会，所以这节课学生较活跃，课堂气氛很好，从课上检查情况来看，学生的掌握还可以，能理解概念基本的区别，并且课后的练习大多数学生都能做对，为下一节课的学习打下了良好的基础。反应热·资料·研究反应热的意义
化学反应常常伴随着吸热或放热现象，从热力学第一定律的观点也不难理解，因为不同物质有着不同的内能，反映产的总内能通常与反应物的总内能是不同的，所以发生一反应，总是伴随着能量变化，这种能量变化以热的形式与外界交换就是反应的热效应。
我们知道不同反应，反应热量是不同的。
同一个化学反应究竟能放出多少热量跟条件有关，不同的温度不同的条件热效应的值都不一样。为了把各种化学反应所放出或吸收的热量进行比较，计算和应用，需要规定一个相同的条件，所以热力学规定：当体系发生变化之后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，体系放出或吸收的热量称为该反应的热效应，也就是说反应在等温过程中放出或吸收的热量。
化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般是以热和功的形式跟外界环境进行能量交换，但大多是以热的形式进行能量交换。因此，研究化学反应中的能量变化，主要集中在热量问题上。
化学反应中的热量问题，对于化工生产有重要的意义。例如，合成氨反应是放热的。如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高。这样，不仅会烧毁催化剂，使产量降低，还可能发生爆炸事故。在制造原料气的水煤气反应中，是要吸收大量热的。如果不及时供应所需要的热量，反应就不能顺利进行，甚至停止。因此，在进行化工设计时，为了保证生产的正常进行，就必须事先获得准确的反应热的数据，作为制造热交换设备和规定工艺操作条件的依据。
在化工生产中，热能的综合利用问题，不但直接关系到产品成本的高低，而且影响产率的大小。化工设备中的热交换器、余热锅炉、热风炉等的设计和使用，都是为了综合利用热能，以便提高产品产率，降低成本。
综上所述，研究反应热，对于化工生产适宜条件的选择和设备的设计、使用，对于热能的综合利用，都有很大意义。因此，以研究反应热为主要内容之一的化学热力学，是化学科学的一门重要分支。第2节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
1．理解电解原理及电解池的组成。(重点)
2．了解电解规律及其应用。(难点)
电
解
的
原
理
教材整理1 电解熔融氯化钠的实验
1．实验装置
2．实验现象
通电后，在石墨片周围有气泡产生，在铁片上生成银白色金属。
3．实验分析
(1)熔融氯化钠中存在的微粒Na＋、Cl－。
(2)通电后离子的运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极，阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极。
(3)电极上发生的变化：铁电极：2Na＋＋2e－===2Na，石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑。
4．实验结论
熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了Na和Cl2。
教材整理2 电解原理
1．基本概念
(1)电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池
①定义：将电能转化为化学能的装置。
②构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质并构成闭合回路。
(3)电极
阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)
阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)
(4)电极反应
在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。
2．电解池的工作原理
用下列装置对X溶液进行电解
问题思考：
(1)若X为CuSO4，两电极上出现什么现象？解释原因。
【提示】 通电后在石墨电极上产生气泡。原因：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；铁电极上析出紫红色固体，原因：Cu2＋＋2e－===Cu。
(2)若X为Mg(NO3)2，两电极上出现什么现象？解释原因。
【提示】 通电后在石墨电极上产生气泡，原因：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；铁电极上产生气泡，附近区域变浑浊，原因：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
1．电解反应两极产物的判断
(1)阳极产物的判断
①活性金属电极
金属电极失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、C)
阴离子失电子，生成对应非金属单质。
阴离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F－。
(2)阴极产物的判断
与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(H＋浓度较大时)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(H＋浓度较小时)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
2．电极反应式的书写
(1)判断阴、阳极，并分析电极材料的性质，尤其是阳极材料。
(2)分析电解质溶液中的离子类别，明确离子的来源及放电顺序。
(3)写出阴、阳极的电极反应式，电极反应式的书写可概括为：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水。
题组1 电解原理
1．有关电解原理的说法正确的是
( )
①电解是把电能转变成化学能 ②电解是把化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
A．①②③④
B．②③⑤
C．③④
D．①③④⑤
【解析】 电解是在电流的作用下强制进行的氧化还原反应，电解质溶液导电的过程就是电解质溶液被电解的过程。
【答案】 D
2．下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中，正确的是( )
A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的
B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极
C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动
D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相同
【解析】 在电解池中，导线和电极上是由电子的定向移动，而溶液中则靠离子的定向移动，才使整个电解池形成一个闭合回路；导线中电子的方向与电流方向相反，故电子从电解池的阳极流向电源的正极，从电源的负极流向电解池的阴极；电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；不论如何，两极上转移的电子数总是相等的
【答案】 D
题组2 电解产物的判断
3．用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是( )
A．H2和Cl2
B．Cu和Cl2
C．H2和O2
D．Cu和O2
【解析】 溶液中的离子有H＋、Cu2＋、Na＋及SO、NO、Cl－、OH－七种离子，得电子能力：Cu2＋＞H＋＞Na＋，失电子能力：Cl－＞OH－＞含氧酸根，所以电解初期阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，故选B。
【答案】 B
4．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则以下有关此电解池的判断正确的是( )
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度保持不变
【解析】 依据电流的方向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。d极上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，c极上的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中的Cl－浓度减小。
【答案】 C
5．某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上不可能有铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
【解析】 由题目所给图示可知，活泼金属铜作阳极发生反应：Cu－2e－===Cu2＋，同时溶液中的H＋在阴极石墨上发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，总反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，所以A不正确，B正确，D不正确。随着电解过程不断进行，溶液中的Cu2＋浓度不断增大，一定时间后即当Cu2＋移动到阴极附近时，由于Cu2＋的氧化性大于H＋，故此时阴极发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，所以C错误。
【答案】 B
用
惰
性
电
极
电
解
电
解
质
溶
液
的
类
型
根据电解原理填空
类型
电解质特点
实例
电解方程式
电解对象
电解质溶液浓度的变化
溶液pH变化
电解质溶液复原的方法
电解水型
含氧酸
H2SO4
2H2O2H2↑＋O2↑
水
增大
减小
加水
可溶性强碱
NaOH
增大
活泼金属含氧酸盐
KNO3
不变
电解电解质型
无氧酸
HCl
2HClH2↑＋Cl2↑
电解质
减小
增大
通入HCl气体
不活泼金属无氧酸盐
CuCl2
CuCl2Cu＋Cl2↑
—
加入CuCl2
放H2生碱型
活泼金属无氧酸盐
NaCl
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电解质和水
生成新电解质
增大
通入HCl气体
放O2生酸型
不活泼金属含氧酸盐
CuSO4
2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
电解质和水
生成新电解质
减小
加CuO或CuCO3
采用惰性电极从NO、SO、Cl－、Cu2＋、Ba2＋、H＋中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解。
问题思考：
(1)若两极分别放出H2和O2，则符合条件的电解质有哪些？
【提示】 HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2。
(2)若阴极析出金属、阳极放出O2，则符合条件的电解质有哪些？
【提示】 Cu(NO3)2、CuSO4。
(3)若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，则符合此条件的电解质有哪些？
【提示】 BaCl2、HCl。
惰性电极电解电解质溶液的电解反应规律
1．电解质溶液被电解时的不同类型
(1)电解质本身被电解的，如CuCl2溶液。
(2)实质是电解水的，如Na2SO4、NaOH、H2SO4等。
(3)电解质和水同时被电解的，如CuSO4、AgNO3、NaCl等。
2．电解质溶液pH的变化
(1)H＋放电、OH－不放电的，电解后溶液pH变大。
(2)H＋不放电、OH－放电的，电解后溶液pH变小。
(3)H＋、OH－都放电的，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)，酸性溶液pH减小，碱性溶液pH增大，中性溶液pH不变。
3．电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需要加入适量的某物质，该物质一般是阴极与阳极产物的化合物。
题组1 电解规律
1．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
【解析】 电解稀硫酸，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小，A不正确；电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大，B不正确；电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极发生反应：4H＋＋4e－===2H2↑，由于两电极通过电量相等，故析出H2与O2的物质的量之比为2∶1，C不正确；电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，两极通过电量相等，Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D正确。
【答案】 D
2．用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是( )
A．电解过程中阴极质量不断增加
B．电解过程中溶液的pH不断降低
C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1
【解析】 用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电极反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。可知：阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；要使溶液恢复到电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复到电解前的状况，C正确。
【答案】 D
3．将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt)分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是
( )
A
B
C
D
阳极
蓝
白
红
蓝
阴极
白
蓝
蓝
蓝
【解析】 阳极上I－放电生成I2，使淀粉变蓝，阴极上H＋放电后，使溶液中的c(H＋)＜c(OH－)，呈碱性，使石蕊显蓝色，故D项正确。
【答案】 D
4．用石墨作电极电解：①稀硫酸、②K2SO4溶液、
③CuCl2溶液、④CuSO4溶液、⑤KOH溶液。
(1)阴极、阳极都有气体产生，且体积比(相同条件下)为2∶1的是________(填序号，下同)，其阳极的电极反应式都是
_______________________________________________________________，
阴极的电极反应式都是
_______________________________________________________________，
总的电极反应式都是__________________________。
(2)阴极、阳极都有气体产生，其中溶液pH变小的是________，pH变大的是________。
(3)一个电极析出金属，一个电极析出气体，且溶液pH明显减小的是________，其总的电极反应式是______________________。
【解析】 阴极析出的气体只能是H2，与H2体积比为1∶2的气体应是O2，H2SO4、K2SO4、KOH溶液都是电解水析出H2和O2；只析出H2的pH变大，只析出O2的pH变小。
【答案】 (1)①②⑤ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 4H＋＋4e－===2H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑) 2H2O2H2↑＋O2↑ (2)① ⑤ (3)④ 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
题组2 电解的计算
5．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05
mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1
mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是
( )
A．2∶2∶4∶1
B．1∶1∶2∶1
C．2∶1∶1∶1
D．2∶1∶2∶1
【解析】 由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。
由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为1∶1∶2∶＝2∶2∶4∶1。
【答案】 A
6．在100
mL
H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24
L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2＋的物质的量浓度为
( )
A．1
mol·L－1
B．2
mol·L－1
C．3
mol·L－1
D．4
mol·L－1
【解析】 分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1
mol，O2是由OH－失去0.4
mol电子而得到，H2是由H＋得到0.2
mol电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2
mol电子是Cu2＋得到的，故Cu2＋的物质的量是0.1
mol，则Cu2＋的物质的量浓度为＝1
mol·L－1。
【答案】 A
7．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。
(1)当有1.0×10－3mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是________。
(2)若溶液的体积为1
L，忽略溶液体积的变化，在标准状况下放出5.6
mL
O2时，溶液中H＋的浓度为________mol/L。
【解析】 (1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3
mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6
mL，此时转移电子为1.0×10－3
mol，则在阴极上析出Cu：32×10－3
g。
(2)阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4
mol
1mol
n
n＝1.0×10－3
mol，消耗1.0×10－3
mol
OH－，生成1.0×10－3
mol
H＋，则c(H＋)＝＝1.0×10－3
mol·L－1。
【答案】 (1)0.032
g (2)1×10－3
【规律总结】 电解的计算方法(1)根据电极反应式计算，一要注意电极放电顺序，确定不同阶段的电极反应，二要注意两极转移电子数目守恒。(2)根据总反应方程式所确定的物质的量之比计算。(3)电解过程中产生的H＋或OH－，其物质的量等于转移电子的物质的量。
第2课时 电解原理的应用
1．运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼，以及电镀的内容。(重点)
2．了解电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。
电
解
食
盐
水
制
备
烧
碱、
氢
气
和
氯
气
1．装置
2．现象
(1)阳极上：产生黄绿色气体。
(2)阴极上：产生无色气体，溶液变红色。
3．原理分析及电极反应
电解时，Cl－、OH－移向阳极，Na＋、H＋移向阴极。
(1)阳极离子放电顺序：Cl－＞OH－。
电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，氧化反应。
(2)阴极离子放电顺序：H＋＞Na＋。
电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，还原反应。
4．电池反应化学方程式：
2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。
离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
按下图所示安装仪器，电极材料为石墨，电解质溶液为饱和食盐水(同时滴入几滴酚酞)。
问题思考：
(1)实验所用的电极材料为石墨，能否更换为活泼金属材料？
【提示】 阴极可以更换为活泼金属材料，但不能更换为金属铝等可以与强碱发生反应的金属电极；阳极必须用惰性电极。
(2)用惰性电极电解饱和食盐水的过程中，收集到的Cl2的体积一般少于H2的体积，请分析原因。
【提示】 Cl2在水中的溶解度比H2大，且Cl2会与电解产生的NaOH反应而消耗。
(3)接通电源后，哪个电极附近的颜色发生了变化？为什么？
【提示】 接通电源后，阴极区溶液变红色。原因：H2O电离出的H＋放电，使c(OH－)增大，即阴极区产生碱，使酚酞变红色。
1．电解饱和食盐水的过程中，H＋在阴极上得电子而生成H2，因水电离产生的H＋与OH－数目相等，消耗了H＋后，使阴极区溶液中c(OH－)>c(H＋)，所以阴极区溶液呈碱性。
2．在氯碱工业中，采用了离子交换膜，离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
1．工业上电解食盐水的阴极区产物是( )
A．氯气
B．氢气和氯气
C．氢气和氢氧化钠
D．氯气和氢氧化钠
【解析】 用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，产生OH－，阴极区域OH－与Na＋结合成NaOH。
【答案】 C
2．关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)，下列叙述正确的是
( )
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【解析】 电解食盐水时发生的反应：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后溶液变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。
【答案】 B
3．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
【解析】 有关反应有2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分作用，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。
【答案】 B
4．工业电解饱和食盐水制烧碱时需阻止OH－移向阳极，目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开(如图)(F处加NaOH以增强溶液导电性)
(1)C、D分别是直流电源的两电极，C是电源________极，D是电源________极。
(2)电解一段时间后，________气体由A口导出，________气体由B口导出。阴极附近碱性增强的原因(用电离方程式及电极反应式表示)____
____________。
(3)若不采用阳离子交换膜，OH－向阳极移动，发生的反应可用离子方程式表示为
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 由Na＋移动方向知右侧电极为阴极，C为负极，D为正极。左侧电极产生Cl2，右侧电极电解水电离出的H＋产生H2和NaOH。若不采用阳离子交换膜，OH－移向阳极与Cl2发生反应。
【答案】 (1)负 正 (2)Cl2 H2 H2OH＋＋OH－、2H＋＋2e－===H2↑ (3)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
铜
的
电
解
精
炼
和
电
镀
教材整理1 铜的电解精炼
1．装置
2．粗铜成分
(1)主要成分：Cu。
(2)杂质金属：比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。
不比铜活泼的有Ag、Au、Pt等。
3．电极反应
教材整理2 电镀
1．定义：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。
2．目的：增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。
3．根据电解原理，设计在铁钉上镀铜的实验方案
电镀原理
阳极：Cu－2e－===Cu2＋阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
电镀方案
电极材料
阳极：铜片阴极：铁钉
电镀液
CuSO4溶液
镀件
铁钉
电镀与电解精炼铜的区别与联系
电镀铜实验装置 铜的精炼实验装置
问题思考：
(1)以上两装置的电极反应有何异同？
【提示】 阴极均发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu；阳极反应不同。电镀池阳极：Cu－2e－===Cu2＋，精炼池阳极：Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋。
(2)电解精炼铜时，CuSO4溶液的浓度如何变化？
【提示】 由于阳极上溶解的金属为Fe、Zn、Cu等，而在阴极上只有Cu析出，根据电子守恒，溶解的Cu的量小于析出的Cu的量，所以溶液中CuSO4的浓度逐渐减小。
(3)若给铁制品上镀上一层锌，你选择哪些溶液作电解液？锌及铁制品各与直流电源的什么电极相连接？
【提示】 ZnCl2溶液或ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液。锌与直流电源正极相连，铁制品与直流电源的负极相连。
电镀池与精炼池的区别与联系
电镀池
精炼池
定义
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置
利用电解原理提纯金属的装置
装置举例
形成条件
①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件接直流电源负极，作阴极②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液③形成闭合回路
①不纯金属作阳极，纯金属作阴极②含该金属离子的可溶盐溶液作电解质溶液③直流电源④形成闭合回路
电极反应
(以铁上镀锌为例)阳极：Zn－2e－===Zn2＋阴极：Zn2＋＋2e－===Zn
(以精炼铜为例)阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要)阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(精铜)
联系
电镀池和精炼池是特定条件下的电解池
题组1 铜的电解精炼
1．许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中，正确的是
( )
A．含杂质的粗金属作阳极，与直流电源的正极相连
B．阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关
C．电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子
D．在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化
【解析】 阳极失电子，含杂质的粗金属作阳极，纯金属作阴极，若阴极用其他导体就会使需要精炼的金属覆盖在该导体上；粗金属中可能含有一些比较活泼的金属，失电子之后也会进入溶液，电解质溶液的成分可能会增加。
【答案】 A
2．以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述中正确的是
( )
①粗铜与直流电源负极相连 ②阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu ③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的精铜质量为16
g ④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成“阳极泥”
A．②③
B．②④
C．③④
D．①③
【解析】 电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜在阴极析出，单质银不放电，形成阳极泥，没有Ag2SO4。综合上述分析A项正确。
【答案】 A
3．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是
( )
A．阳极发生还原反应，电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
【解析】 A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。
【答案】 D
题组2 电镀
4．在铁制品上镀上一定厚度的银层，以下设计方案正确的是( )
A．银作阳极，铁制品作阴极，溶液含有银离子
B．铂作阴极，铁制品作阳极，溶液含有银离子
C．银作阳极，铁制品作阴极，溶液含有亚铁离子
D．银作阴极，铁制品作阳极，溶液含有银离子
【解析】 应选镀层金属银作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属Ag＋的溶液作电镀液，即AgNO3溶液作电镀液。
【答案】 A
5．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B．电解液的成分都保持不变
C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu
【解析】 A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，若有比铜活泼的金属杂质(如锌)，则阳极还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
【答案】 D
6．电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小，②阴极质量增加，③电解过程中Cu2＋浓度不变。则可选用的电极是
( )
A．石墨作阳极，铁作阴极
B．粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极
C．纯铜作阳极，铁作阴极
D．铁作阳极，纯铜作阴极
【解析】 本题中所述的电解过程实际就是电镀过程：阳极质量减少，必须用活性金属电极作阳极，则A选项不符合题意；由于Cu2＋的放电能力比H＋的强，阴极质量增加，但是要使Cu2＋浓度不变，则阳极必须用纯铜，所以选C。
【答案】 C
【规律总结】 电镀的特点是“一多、一少、一不变”：一多是指阴极上有镀层金属沉积；一少是指阳极上有镀层金属溶解；一不变是指电解质溶液的浓度不变。1-1-1
化学反应的反应热
【学习目标】
1．知道化学反应中能量变化的实质，能说出反应热、放热反应、吸热反应等概念。
2．明确测定反应热的要点，学会测定反应热的基本原理和方法。
【学习重难点】
学习重点：反应热概念。
学习重点：对反应热的概念的理解
【自主预习】
1．化学反应的基本特征：一是物质发生了变化，即有
生成；二是能量发生了变化，即
能量或
能量。
2．化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为
的变化。因此化学反应分为两类：
反应和
反应。下列图中，图1表示
反应，图2表示
反应。
3．有下列反应：①氧化钙与水反应 ②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合 ④燃烧煤炭取暖 ⑤钠与水反应 ⑥胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是
，放热反应的是
。
【预习检测】
1.
量热计直接测出的是
（
）
A.
质量的变化
B.
能量的变化
C.
温度的变化
D.
电流的变化
2．化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫做吸热反应。其原因是（
）
A．反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
B．反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
D．在化学反应中需要降温的反应就是放热反应
3．下列反应是放热反应，但不是氧化还原反应的是（
）
A.铝片与稀硫酸的反应
B.氢氧化钡与硫酸的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应
D.甲烷在氧气中燃烧
合作探究
探究活动一：化学反应的反应热
1．化学反应中存在两大变化，即
变化和能量变化。由于拆开不同的化学键
的能量
，形成不同的化学键
的能量也
，所以化学反应中总会伴随有能量的变化，最终的反应结果表现为
能量或
能量。
2．化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为
的变化。因此化学反应分为两类：
(1)放热反应：
。
(2)吸热反应：
。
3．反应热的概念：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所
称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。
(1)表示方法：用符号Q表示；Q>0，反应
；Q<0，反应
。
(2)单位：
。
【归纳整理】
(1)反应热描述的是化学反应前后的热量变化，任何化学反应都有反应热。
(2)对于一个给定的化学反应，反应热与反应物的
、
及
有关。
【学以致用】
1．下列说法不正确的是( )
A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
B．任何放热反应在常温条件下一定能发生
C．反应物所具有的总能量和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热反应还是吸热反应
D．吸热反应在一定条件下(如高温、加热等)才能发生
探究活动二：反应热的测定
1．反应热的数据可以运用理论计算求得，也可以通过实验测得。测定反应热的仪器——量热计如下图所示。
(1)根据图示，填空。
(2)测定方法：将反应物溶液加入到
并迅速混合，搅拌，测量反应前后溶液温度的变化值。
(3)计算公式：Q＝
。其中C表示溶液及量热计的
，T1、T2分别表示
。
2．测定中和反应的反应热
(1)中和反应的反应热可以用实验的方法测得。先将反应器置于绝热容器中，然后在反应器中使酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，
，测量出
，根据水的质量、比热等可求出反应放出的热量。
(2)实验仪器装置
①将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
②实验过程中，还需要的其他仪器有
_
。
(3)实验测量数据
①初始温度(T1)
测量方法是用一
量取50
mL
0.50
mol·L－1盐酸，倒入
中并测量其
；用另一
量取50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液并测量其
，取两温度平均值为T1。
②终止温度(T2)
测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的
一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的
，记录终止温度为T2。
③重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。
(4)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1
g·cm－3，反应后溶液的比热容C＝4.18
J·K－1·g－1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是
，中和反应的反应热为16.72(T2－T1)kJ·mol－1[或Q＝－
kJ·mol－1]。
【归纳整理】
中和反应的反应热的测定实验步骤
【学以致用】
2．50
mL
1.0
mol·L－1盐酸跟50
mL
1.1
mol·L－1氢氧化钠溶液在“探究活动二－2”中图示装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热。试回答下列问题：
(1)大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是____________________________________。
(2)________(填“能”或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖泡沫塑料盖板，对求得反应热数值的影响是________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)如果改用60
mL
1.0
mol·L－1盐酸跟50
mL
1.1
mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量________(填“增加”、“减少”或“不变”)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【小结】
【巩固练习】
1．下列说法不正确的是( )
A．化学反应除了生成新物质外，都伴随着能量的变化
B．放热反应不需要加热就可以发生
C．反应条件是加热的反应不一定都是吸热反应
D．化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小
2．吸热反应一定是( )
A．释放能量
B．能量无变化
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A．碳酸钙受热分解
B．乙醇燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应
D．氧化钙溶于水
4．在做测定中和反应的反应热实验时，应使用仪器的正确组合是( )
①天平 ②量筒 ③烧杯 ④滴定管 ⑤温度计 ⑥试管 ⑦酒精灯
A．①②④⑤
B．②③⑤
C．②③④⑦
D．全部
5．(1)写出下列反应的化学方程式
①将0.02
mol·L－1盐酸与0.02
mol·L－1氢氧化钠溶液等体积混合：___________________。
②将0.01
mol·L－1硫酸与0.02
mol·L－1氢氧化钠溶液等体积混合：__________________。
(2)上述两反应，若从物质类别的变化分析，其反应类型是________________；若从能量的变化分析，其反应类型是______________。
(3)上述两反应的离子方程式是_________________________________________________，
两反应过程中的热量变化________(填“相同”或“不同”)，你判断的依据是___________________________________________________________________。
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】略
【预习检测】1．C
2．B
3．B
【合作探究】
探究活动一：
物质，消耗，不同，释放，不同，吸收，放出
（1）放出热量的化学反应；（2）吸收热量的化学反应
释放或吸收的热量；（1）吸热，放热；（2）J·mol－1或kJ·mol－1
【归纳总结】
（2）物质的量，状态，反应条件（如温度、压强、溶液的浓度等
【学以致用】
B
【解析】反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应；化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小；放热反应和吸热反应在一定条件下才能发生。
探究活动二
1.（2）量热计内筒；（3）－C(T2－T1)，热容，反应前和反应后体系的温度
2.（1）放出的热传入水（稀溶液）中，水（稀溶液）的温度变化
（2）②50mL量筒（2只）
（3）①量筒，小烧杯，温度，量筒，温度
②NaOH溶液，最高温度
（4）0.418(T2-T1)kJ
【学以致用】
2.
(1)减少热量散失 (2)不能 铜棒传导热的能力较强，使热量散失较多 (3)偏低(4)增加 反应消耗的酸、碱增多，放出热量增加
【解析】中和反应的反应热测定实验，一是要防止热量散失，如大烧杯上加盖泡沫塑料盖板、两个烧杯口要相平、在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片、用环形玻璃搅拌棒搅拌而不能用金属棒(丝)搅拌、实验时动作要迅速等；二是酸、碱溶液浓度宜小不宜大，温度计读数要准确等。加过量碱溶液可使酸完全反应，碱过量对中和反应的反应热测定没有影响。
【自我检测】
1．B
2．C
3．A
4．B
5．(1)①HCl＋NaOH=NaCl＋H2O
②H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O
(2)中和反应 放热反应
(3)H＋＋OH－=H2O 相同 参加两反应的H＋、OH－的数目都相同第1节 化学反应的热效应
第1课时 化学反应的反应热与焓变
1．了解化学反应中能量的常见转化形式。
2．了解反应热、焓、焓变的概念及其表示方法，了解焓变与反应热、物质能量间的关系。(重点)
3．了解定量测定反应热的基本原理和方法。
化
学
反
应
的
反
应
热
教材整理1 反应热
1．定义
当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量。
2．表示符号
用Q表示
3．单位
kJ·mol－1或J·mol－1。
教材整理2 反应热的测定
1．仪器——量热计
2．原理
Q＝－C(T2－T1)，其中C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。
见课本P3的活动探究——测定中和反应的反应热
问题思考：
(1)快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，目的是什么？
【提示】 使碱液与酸充分反应，减少热量损失。
(2)用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热，所测得的上述三个中和反应的反应热相同吗？为什么？
【提示】 相同。原因：参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中是完全电离的，强酸、强碱的中和反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。当参加反应的n(H＋)和n(OH－)相同时，又都在室温下进行，所以反应热也相同。
(3)做中和反应反应热的测定实验时，可用醋酸与NaOH溶液反应吗(已知：醋酸电离吸收能量)
【提示】 不能。因为醋酸是弱酸，醋酸电离出H＋时吸收热量，所测中和反应反应热大于强酸与强碱中和反应的反应热。
(4)若用50
mL
1.1
mol/L
NaOH溶液进行课本P3的实验，所测的反应热数值会更加准确，为什么？
【提示】 有利于盐酸全部参加反应。
1．反应热
(1)反应热描述的是化学反应前后的热量变化，任何化学反应都有反应热。
(2)常见的放热反应：①燃烧反应；②中和反应；③物质的缓慢氧化反应；④活泼金属与水或酸的反应；⑤大多数化合反应；⑥大多数置换反应。
(3)常见的吸热反应：①多数分解反应；②以H2、CO、C等为还原剂的氧化还原反应；③氯化铵固体与氢氧化钡晶体等固态铵盐与碱的反应；④高温下进行的反应。
2．测定中和反应的反应热注意事项
(1)简易量热计，其保温隔热的效果一定要好。
(2)反应物浓度宜小不宜大。
(3)碱液要稍过量，以确保盐酸完全反应。
(4)反应物混合均匀后，测定混合液的最高温度。
(5)实验操作动作要迅速，以尽量减少热量损失。
(6)要使用同一支温度计分别先后测量酸、碱及混合液的温度；测量时温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且稳定一段时间后再记下读数；温度计测定一种溶液后要用蒸馏水冲洗干净并用滤纸擦干备用。
题组1 反应热
1．下列说法正确的是( )
①物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热
②化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化
③化学反应过程中放出或吸收的热量，都是物质本身所具有的能量变化的表现
④化学反应总是放出热量
⑤反应热通常用Q表示，反应放热时，Q为负值；反应吸热时，Q为正值
A．①②③
B．①④⑤
C．②③⑤
D．①②④
【解析】 化学反应遵循两个守恒：质量守恒和能量守恒。化学反应的热效应与反应物总能量和生成物总能量的相对大小相关。
【答案】 C
2．下列说法不正确的是( )
A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
B．任何放热反应在常温条件下一定能发生
C．反应物所具有的总能量和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热反应还是吸热反应
D．某些吸热反应在常温条件下也能发生
【解析】 反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应；化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，反应是放热还是吸热主要取决于反应物和反应产物所具有的总能量的相对大小；NH4Cl和Ba(OH)2晶体在常温下就能进行。
【答案】 B
3．下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末
③浓硫酸稀释 ④碳酸钙高温分解 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥CO2＋C2CO
A．①②⑥
B．②③④
C．①④⑤
D．②④⑥
【解析】 ①液态水汽化是物质状态的变化，不是化学反应，错误；②④为物质的分解反应，属于吸热反应；⑥是以C为还原剂的氧化还原反应，也属于吸热反应。
【答案】 D
题组2 反应热的测定
4．量热计直接测出的是( )
A．质量的变化
B．能量的变化
C．温度的变化
D．电流的变化
【解析】 量热计是通过测出中和反应反应前后的温度差，再利用公式计算得到中和反应的反应热。
【答案】 C
5．对于酸碱中和反应热的测定实验，下列操作不正确的是( )
A．内筒和外筒的上口不需要密封
B．酸碱混合时应迅速
C．用搅拌器不断搅拌，使反应充分
D．取用酸、碱溶液时，不能用同一个量筒(或烧杯)
【解析】 因为要测反应后的温度，所以装置必须密封，酸碱迅速混合可避免热量散失。
【答案】 A
6．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1
mol
H2O时的反应热称为中和热。50
mL
0.50
mol·L－1的盐酸与50
mL
0.55
mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是____________________________________________________________________。
(3)若大烧杯上不盖硬纸板，求得中和热数值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60
mL
0.50
mol·L－1盐酸跟50
mL
0.55
mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，简述理由
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
【解析】 本实验关键是要尽量避免热量的散失，保温烧杯间填满碎纸条的作用是防止热量散失，为使酸碱充分混合反应，应使用搅拌器。烧杯不盖纸板，会使热量散失，测得中和热数值偏小。实验改用60
mL盐酸，会使产生的H2O增多，反应放出热量变大，但中和热不变。
【答案】 (1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少热量的损失 (3)偏小 (4)不相等 相等 因为中和热指酸、碱中和反应生成1
mol
H2O所放出的热量，与酸和碱的用量无关
化
学
反
应
的
焓
变
1．焓：用来描述物质所具有的能量的物理量，符号：H。
2．反应焓变
(1)表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)。
(2)单位：J·mol－1或kJ·mol－1。
(3)与反应能量变化的关系：
ΔH＞0，反应吸收能量；ΔH＜0，反应释放能量。
(4)与反应热的关系：等压条件下，当反应中物质的能量变化全部转化为热能时，焓变与该化学反应的反应热相等，数学表达式为ΔH＝Qp。
焓是状态函数，具有能量的单位，但没有确切的物理意义，体系的焓的绝对值目前还无法知道。
焓的改变可用来描述化学反应的反应热，在等压条件下，焓变与该化学反应的反应热相等，因此焓变是可以测知的。
问题思考：
(1)物质的聚集状态不同，焓值相同吗？
【提示】 不同。物质聚集的状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态＞液态＞固态。
(2)化学反应中焓变可以为零吗，为什么？
【提示】 焓变即反应产物的焓与反应物的焓的差值。两种不同的物质，所具有的能量不可能完全相同，即反应产物的焓与反应物的焓不可能完全相等，所以由反应物转化为反应产物时，一定会有能量的变化，即焓变不为零。
(3)“反应热等于焓变”这一说法正确吗？
【提示】 不正确，化学反应的反应热等于反应的焓变在特定条件下才成立，其条件是：等压。
焓变与化学键、物质能量之间的关系
1．微观角度：化学键与焓变
吸收能量E1
↑
反应物反应产物
↓
放出能量E2
E1＞E2 反应吸收能量 ΔH＞0
E1＜E2 反应放出能量 ΔH＜0
2．宏观角度：物质能量变化与焓变
放热反应
吸热反应
关系
反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量
反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量
表示方法
ΔH＜0
ΔH＞0
图示
3.焓变的计算
微观：ΔH＝E(反应物)－E(反应产物)
宏观：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)
题组1 焓变与化学反应中的能量变化
1．下列说法正确的是( )
A．焓变是指1
mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时ΔH＞0，反应吸热时ΔH<0
C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D．一个化学反应中，当反应物总能量大于反应产物总能量时，反应放热，ΔH为“－”
【解析】 焓变与参加反应的物质有关，与其化学计量数成正比，A错误；在反应中，物质所具有的总能量减少，反应就放热，ΔH＜0，反之就吸热，ΔH＞0，B错误，D正确；在加热条件下发生的反应也可能是放热反应，如燃烧反应，与反应条件无必然的联系，C错误。
【答案】 D
2．已知某反应的焓变小于零，下列说法正确的是( )
A．该反应为放热反应
B．该反应为吸热反应
C．反应产物的焓大于反应物的焓
D．反应物的总能量小于反应产物的总能量
【解析】 ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)，ΔH＜0时，为放热反应。此时，反应产物的总焓小于反应物的总焓，反应物的总能量大于反应产物的总能量。
【答案】 A
3．下列说法正确的是( )
A．物质发生化学反应都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．化学反应可能发生颜色变化，有颜色变化的物质变化一定属于化学变化
D．由图可知反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为吸热反应
【解析】 物质发生化学变化都伴随着能量变化，但伴随着能量变化的物质变化不一定是化学变化，如物质三态之间的改变、核裂变和聚变也都伴有能量变化，A项正确，B项错误；化学反应可能发生颜色变化，如2NO＋O2===2NO2，但有颜色变化的物质变化不一定是化学变化，如活性炭使红墨水退色，C项错误；由图可看出，的能量低于的能量，据此可知反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，D项错误。
【答案】 A
【规律总结】 (1)如果一个化学反应的正反应为放热反应，则其逆反应为吸热反应；如果一个化学反应的逆反应为吸热反应，则其正反应为放热反应。(2)化学反应是吸热还是放热，与反应条件无必然的联系。
题组2 焓变与化学键的关系
4．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1
mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1
kJ，破坏1
mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2
kJ，形成1
mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3
kJ，下列关系式中正确的是( )
A．Q1＋Q2>Q3
B．Q1＋Q2>2Q3
C．Q1＋Q2D．Q1＋Q2<2Q3
【解析】 由于氢气在氯气中燃烧是放热反应，则Q＜0，Q＝Q1＋Q2－2Q3，则Q1＋Q2－2Q3＜0，即Q1＋Q2＜2Q3，D项正确。
【答案】 D
5．看图并回答下列问题：
(1)图中a，b，c分别代表什么意义？
a．______________________________________________________________
________________________________________________________________；
b．_____________________________________________________________
________________________________________________________________；
c．______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(填“＜”或“＞”)。
【解析】 断开化学键时需要吸收能量，形成化学键时需要放出能量，由图示可看出，a表示断开1
mol氢气中的化学键和0.5
mol氧气中的化学键所吸收的能量，c表示形成2
mol
O—H键时放出的能量，而b是两者能量的差值，故b表示1
mol氢气和0.5
mol氧气生成1
mol气态水放出的能量；由于断键吸收的能量小于成键放出的能量，故该反应过程中放出热量，该反应是放热反应，ΔH<0。
【答案】 (1)a.断开1
mol氢气中的化学键和0.5
mol氧气中的化学键所吸收的能量B．1
mol氢气和0.5
mol氧气生成1
mol气态水放出的能量 c．形成2
mol
O—H键放出的能量 (2)放热 <
第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
1．掌握热化学方程式的书写。(重点)
2．理解盖斯定律的内容。
3．能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。(难点)
热
化
学
方
程
式
1．概念：把一个化学反应中的物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式。
2．意义
(1)表示化学反应中的物质变化；
(2)表示化学反应中的焓变。
3．实例：298
K时，1
mol
H2(g)和0.5
mol
O2(g)反应生成1
mol
H2O(l)放热285.8
kJ，此反应的热化学方程式可表示为H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH(298
K)＝－285.8
kJ·mol－1。
热化学方程式与一般化学方程式相比，有哪些不同？
【提示】 (1)热化学方程式不但表达了物质变化，还表达了能量变化。
(2)热化学方程式在普通化学方程式基础上，标注出各物质的状态，在后面用ΔH表示能量变化。
书写热化学方程式时注意的问题
1．ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。
2．注意反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25
℃、101
325
Pa下测定的，此时可不注明温度和压强。
3．注意热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此各物质的系数可以是整数，也可以是分数。
4．注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同，因此，必须注明物质的聚集状态(“s”“l”或“g”)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“↓”和“↑”。
5．注意热化学方程式不是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的系数必须与ΔH相对应。如果系数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
特别提醒：同素异形体在反应中除标注状态外，还要注明名称，如C(s，石墨)。
题组1 热化学方程式的意义
1．下列对H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH(298
K)＝－184.6
kJ·mol－1的叙述正确的是
( )
A．1分子H2和Cl2反应，放出热量184.6
kJ
B．1
mol
H2(g)和1
mol
Cl2(g)完全反应生成2
mol
HCl(g)，放出的热量为184.6
kJ
C．在101
kPa、298
K的条件下，1
mol
H2(g)和1
mol
Cl2(g)完全反应生成2
mol
HCl(g)，放出的热量为184.6
kJ
D．在101
kPa、298
K的条件下，1
mol
H2(g)和1
mol
Cl2(g)完全反应生成2
mol
HCl(g)，吸收的热量为184.6
kJ
【解析】 热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应，在反应中各物质前的化学系数不再表示粒子数目，只表示各物质的物质的量，所以A错误；在描述反应时应说明外界条件，而B中没有说明温度和压强，B错误；ΔH<0时，反应放热而非吸热，D错误。
【答案】 C
2．工业生产水煤气的反应为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.4
kJ·mol－1，下列判断正确的是( )
A．反应物能量总和大于生成物能量总和
B．CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(l)
ΔH＝－131.4
kJ·mol－1
C．水煤气反应中生成1
mol
H2(g)吸收131.4
kJ热量
D．水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4
kJ热量
【解析】 该反应为吸热反应，故反应物的总能量小于生成物的总能量，A项错误；B项中热化学方程式中的水的状态应为气态；D项中应把1体积改为1
mol。
【答案】 C
3．已知热化学方程式：SO2(g)＋O2(g)
SO3(g) ΔH＝－98.32
kJ·mol－1。在此条件下向某容器中充入2
mol
SO2和1
mol
O2充分反应后，最终放出的热量为
( )
A．196.64
kJ
B．196.64
kJ·mol－1
C．＜196.64
kJ
D．>196.64
kJ
【解析】 注意此反应虽为可逆反应，但热化学方程式给出的数据是其完全反应时的数据。2
mol
SO2和1
mol
O2充分反应，由于反应进行不彻底，最终放出的热量必小于196.64
kJ。此类可逆反应的热化学方程式书写时也可以直接用“===”号。
【答案】 C
题组2 热化学方程式的书写
4．下列热化学方程式书写正确的是
( )
A．2SO2＋O22SO3ΔH＝－196.6
kJ·mol－1
B．4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(l)
ΔH＝－1
143.2
kJ·mol－1
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝393.5
kJ
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝393.5
kJ·mol－1
【解析】 A中未注明各物质的聚集状态，C、D中ΔH的符号错误，放热反应的ΔH＜0，且C中ΔH的单位错误。
【答案】 B
5．已知在1×105
Pa、298
K条件下，2
mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出484
kJ热量，下列热化学方程式正确的是
( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋242
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－484
kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝＋242
kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝＋484
kJ·mol－1
【解析】 热化学方程式的书写要求与普通化学方程式的区别有三：①一定要标明各物质的聚集状态；②物质的系数可用分数表示其实际物质的量，且与热量成正比；③用ΔH表示时，吸热，其值为正；放热，其值为负。
【答案】 A
6．写出298
K时，下列反应的热化学方程式：
(1)1
mol
HgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7
kJ。
_________________________________________________________________
(2)16
g固体硫完全燃烧时放出148.4
kJ的热量。
_________________________________________________________________
(3)2.00
g
C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6
kJ的热量。
_________________________________________________________________
(4)甲醇合成反应及其能量变化如图所示，合成甲醇的热化学方程式为
________________________________________________________________。
图
【解析】 (2)16
g固体硫完全燃烧时放出148.4
kJ的热量，故其热化学方程式可写为S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－148.4
kJ·mol－1或S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8
kJ·mol－1。
(3)1
mol
C2H2燃烧生成液态水和CO2放热：×26
g＝1
294.8
kJ，热化学方程式为
C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1
294.8
kJ·mol－1。
(4)生成物的能量比反应物的能量低，反应是放热反应，ΔH为负值。
【答案】 (1)2HgO(s)===2Hg(l)＋O2(g)
ΔH＝181.4
kJ·mol－1或HgO(s)＝Hg(l)＋O2(g)
ΔH＝90.7
kJ·mol－1
(2)S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－148.4
kJ·mol－1
(3)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1
294.8
kJ·mol－1
(4)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝(a－b)
kJ·mol－1
反
应
焓
变
的
计
算
1．概念
对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。
2．解读
(1)反应热效应只与始态、终态有关，与过程无关。
(2)反应热总值一定。如图表示始态到终态的反应热，
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
3．利用盖斯定律计算焓变
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
盖斯：瑞士化学家，一生致力于化学热效应的测定工作，于1836年发现在任何一个化学反应过程中，不论该反应过程是一步完成还是分几步完成，反应所放出的总热量相同，并于1840年以热的加和性守恒定律(盖斯定律)公诸于世。
问题思考：
(1)为什么焓变与化学反应过程无关？
【提示】 化学反应遵循质量守恒和能量守恒。在指定的状态下各种物质的焓变数值都是确定且唯一的，因此，不论反应一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的反应产物都是一样的，因此焓变与反应途径无关。
(2)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5
kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－283.0
kJ·mol－1
怎样利用盖斯定律求C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH
【提示】 (1)“虚拟路径”法
根据盖斯定律知
ΔH1＝ΔH＋ΔH2
ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－393.5
kJ·mol－1＋283.0
kJ·mol－1＝－110.5
kJ·mol－1
(2)“加和”法
②变形为CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH＝283.0
kJ·mol－1，和①相加得C(s)＋O2(g)＋CO2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋O2(g) ΔH＝－110.5
kJ·mol－1，即C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5
kJ·mol－1
利用盖斯定律计算焓变的方法
1．虚拟途径法
(1)方法
先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。
(2)举例
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：
①由A直接变成D，反应热为ΔH；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如图所示：
ΔH则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
2．加和法
(1)方法
将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。
(2)应用加和法计算反应热时应注意：
①热化学方程式如何相加(或相减)，则反应热就相应地相加(或相减)；
②反应热数值与各物质的系数成正比：系数乘以(或除以)某个数，则反应热就相应地乘以(或除以)这个数；
③可逆反应中，热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热；正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
题组1 应用盖斯定律计算焓变
1．已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)
ΔH＝－701.0
kJ·mol－1
2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)
ΔH＝－181.6
kJ·mol－1
则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为( )
A．＋519.4
kJ·mol－1
B．＋259.7
kJ·mol－1
C．－259.7
kJ·mol－1
D．－519.4
kJ·mol－1
【解析】 给两个反应标号
①2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)
ΔH＝－701.0
kJ·mol－1
②2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)
ΔH＝－181.6
kJ·mol－1
则所求反应可表示为(①－②)×1/2；
则其ΔH＝×1/2＝－259.7
kJ·mol－1。
【答案】 C
2．已知下列反应的热化学方程式为：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5
kJ·mol－1
②CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH2＝－870.3
kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH3＝－285.8
kJ·mol－1
则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为( )
A．＋488.3
kJ·mol－1
B．－488.3
kJ·mol－1
C．－244.15
kJ·mol－1
D．＋244.15
kJ·mol－1
【解析】
将①×2＋③×2－②即得到待求的热化学方程式，故ΔH＝(－393.5
kJ·mol－1)×2＋(－285.8
kJ·mol－1)×2－(－870.3
kJ·mol－1)＝－488.3
kJ·mol－1。
【答案】 B
3．FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25
℃、101
kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1
648
kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393
kJ/mol
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)
ΔH＝－1
480
kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
________________________________________________________________。
【解析】 给已知热化学方程式编号
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1
648
kJ/mol ①，
C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393
kJ/mol ②，
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)
ΔH＝－1
480
kJ/mol ③，
根据盖斯定律可知：①＋②×4－③×2可得：
4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)
ΔH＝－260
kJ/mol。
【答案】 4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH＝－260
kJ/mol
题组2 焓变大小的比较
4．已知1
mol白磷(s)转化成1
mol红磷(s)，放出18.39
kJ热量，又知：
4P(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＝ΔH2
B．ΔH1＞ΔH2
C．ΔH1＜ΔH2
D．无法确定
【解析】 两热化学方程式相减得4P(白，s)===4P(红，s)，又因白磷(s)转化成红磷(s)为放热反应，则ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。
【答案】 C
5．已知(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH1＝a
kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝b
kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH3＝c
kJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH4＝d
kJ·mol－1
下列关系式正确的是( )
A．a＜c＜0
B．b＞d＞0
C．2a＝b＜0
D．2c＝d＞0
【解析】 氢气燃烧是放热反应，ΔH＜0；生成液态水比生成气态水时放出的热量多，ΔH更小，即c＜a＜0，
0＞b＞d；(2)中各物质的物质的量是(1)的2倍，则ΔH2＝2ΔH1。
【答案】 C
6．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
②S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4
③CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH5
CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH6
A．②
B．①②
C．①③
D．②③
【解析】 ①中碳完全燃烧放出的热量多，所以ΔH1＞ΔH2；②中气态硫燃烧放出的热量多，ΔH3＜ΔH4；③中ΔH5＜0，ΔH6＞0，则ΔH5＜ΔH6，故ΔH前者小于后者的是②③。
【答案】 D
【误区警示】 焓变大小比较时注意事项
(1)吸热反应ΔH>0，放热反应ΔH<0，故ΔH：吸热反应>放热反应；
(2)放热反应中，放热越多，ΔH越小。
(3)同种物质在不同状态时所具有的能量关系(相同物质的量)：固体>液体>气体。如A(s)
A(l)
A(g)。化学反应的热效应
第一课时教案
一、教学目标：
知识与技能目标：
通过对化学反应热效应相关知识的学习，使学生能在定量的水平上重新认识与描述化学反应的能量变化。
过程与方法目标：
通过“联想.质疑”等活动，训练学生的思维能力；通过“活动探究”等实践活动，对学生进行定量实验的基本训练；通过“交流研讨”等学生互动和师生互动活动，培养学生的动手、动脑能力以及获取、分析处理、归纳信息的能力；通过阅读“拓展视野”“资料在线”
“方法导引”“追根寻源”等资料，扩大学生的知识面，增加学生全面的能力。
情感态度价值观目标
使学生能从能量角度比较深刻的了解化学科学对人类的贡献，通过进一步了解化学的研究特点，激发学习的兴趣，建立基本的化学科学思维。
二、教学重、难点
重点：理解化学反应在一定条件（等压、等温）下的反应热——焓变的概念。
难点：定量测定反应热的实验方法。
三、教学方法：讲述、实验探究教学模式
四、教学仪器和药品
仪器：量热计
药品：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、盐酸溶液、硝酸溶液。
五、教学过程：
1、我们以前所学过的化学反应中能量的变化是从哪个角度来说明的？
2、化学反应中的能量变化的形式有哪些？
定性角度。形式有燃烧、电能等
所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是热量的变化，为了更准确的描述反应，我们讲述了反应热的定义。
一、反应热
定义：
表示符号：Q
Q>0
反应吸热
Q<0
反应放热
在物理学上采用什么方法测量物质的热能变化？
为了测定反应热，专门设计了测量的仪器：量热计
出示量热计实物，讲解构造及各部分作用。
根据实验步骤，测出氢氧化钠与盐酸、氢氧化钾与盐酸、氢氧化钠与硝酸三个反应的反应前后的温度值，领会量热计的使用过程。
如何求得反应热？根据初中物理所知识，可得：
Q=-C.m.△t
在此可用：Q=-C.（T2-T1）
来表示。其中C表示热容，T为热力学温度。
1、热力学温度：七个基本物理量之一，数值为
T(K)=t(℃)+273.15
2、在表示时一般用△X表示，故本公式课表示为：
Q=-C.△T
为什么这三个反应的热效应相同。
离子反应实质相同，H+
+
OH
-=
H2O
反应热实质上是由于化学反应前后物质能量的不同而产生的，物质本身具有能量，其所具有的能量可用一个物理量表示：焓
二、焓
定义：
表示符号：H
在一定条件下进行的反应的反应热可用焓变来表示。
需要什么条件才能使焓变等于反应热。
表示式：
QP=△H=H(生成物)-H(反应物)
△H>0
反应物的焓大于生成物的焓
反应吸热
△H<0
反应物的焓小于生成物的焓
反应放热
辩证△H和Q的关系
一个化学反应的物质变化和能量变化可用热化学方程式同时表示出来。
如：H2(g)+1/2O2
(g)=H2O(l)
△H(298K)=-285.8KJ.mol-1
其含义为：在298
K时，1molH(g)和
O(g)反应生成1mol液态水，同时放热285.8KJ。
写出《交流研讨》中的化学方程式，体会热化学方程式的含义，同时讨论热化学方程式书写应注意的问题。
三、热化学方程式
表示含义：
书写注意问题：
1、
在物质后面注明参加反应的物质的聚集状态。
2、
△H后要注明反应温度，因为温度不同时，焓变不同。
3、
△H的单位是J.mol-1
或KJ.mol-1
4、
根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H的数值加倍；若反应逆向进行，则△H符号改变，绝对值不变。第1章
化学反应与能量变化
第3节化学能转化为电能-电池
第1课时“化学能转化为电能——电池”教学设计
一：教材分析
本节课为鲁科版选修教材《化学反应原理》第一章第三节第一课时的内容。
1、教材的地位和作用
《化学反应原理》在高中教材中起着承上启下的作用，是在必修的基础上，进一步帮助学生构建较为完整和系统的化学反应原理知识体系，能够有效提升对化学反应的认识，能够从化学反应的本质多角度分析化学反应
,为深入学习化学知识提供了理论指导。教材第一章以“能量转化”为纲，从实验测定、理论计算、定量表示等方面描述了化学反应的热效应。后两节介绍了电能与化学能相互转化的具体形式——电解和电池。对理论知识的学习给以方法的指导，对《化学反应原理》的学习起到引领的作用。
2、本节教材简析：
学生在必修教材中已了解了原电池的概念。本节课以单液原电池为模型分析原电池的工作原理、形成条件，并达到对有关“电解质溶液、化学反应的能量变化、氧化还原反应、金属活动性强弱比较”等知识的整和，使学生的认识得到提升。通过介绍盐桥引出双液原电池。采用逐步深人的研究手段，实现对学生创新精神的培养。
3、重点、难点
重点：原电池的工作原理、形成条件、电极反应式及电池反应方程式的书写
难点：原电池的工作原理。
二
、三维教学目标
1、关于本节内容必修模块与选修模块课标、学习要求的对比分析
必修课程标准
选修课程标准
举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。
体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。
必修模块学习要求
选修模块学习要求
1举例说明化学能与电能的转化关系及应用。2知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。3通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。
通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理，能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式。
2、本节内容的三维目标
知识与技能：
（1）．了解原电池是将化学能转化为电能的装置，能够结合实例说明原电池的工作原理，能判断原电池的正负极。知道在原电池中，在负极发生氧化反应，在正极发生还原反应，能写出电极反应式和电池反应方程式。
（2）．通过实验探究，知道形成原电池的基本条件。
（3）．了解科学探究的一般过程，能设计并完成一些基本的化学实验。
过程与方法：
（1）经历实验探究的过程，并从中获得体会，进一步理解科学探究的意义，提高科学探究的能力。
（2）、通过原电池装置的实验设计,
训练学生的实验设计能力、动手操作能力及认真完成实验、观察现象、分析问题和解决问题的科学探究精神和创新能力。
情感态度与价值观：
分组实验，培养学生分工合作的团队精神。
（2）让学生体验并享受实验探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙，体验科学探索的乐趣，激发学习热情。
（3）增强将化学知识应用于生活实践的意识，使学生进一步从能量的角度理解化学科学对人类生活的重要贡献，体会化学的实用性和创造性。
（4）关注与化学有关的社会热点问题和科技前沿问题，增强环境保护意识，逐步形成可持续发展的思想。
三、教学方法
1.
采用实验探究的方法：
高中化学新课程倡导学生“学会运用观察、实验等多种手段获取信息”，“获得有关化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验”
“强调实验对于理论产生的重要性”。因此本节课采取“引导—实验—探究”的模式，充分利用教材中的《活动探究》、《观察思考》等栏目，增加学生实验的机会，使实验成为学生解决问题的重要工具。
2.分层教学
提问分层、评价分层，面向全体学生，充分调动不同层次学生学习的积极性。
3.
多媒体辅助教学
总之，在处理内容时顺应学生的认识规律，采用浅显的语言，分析相关概念的物理意义，尽量减少死记硬背的定义，不涉及技术细节和电极电势等定量概念。在不降低学习要求的前提下尽量降低学习难度。
四、学习方法和学习策略
1、学情分析
高二学生好奇心强，思维活跃，具备一定实验技能，但对实验现象及结果的分析和处理能力还有一定的欠缺，本节课以实验为载体，创设问题情境，将实验探究与交流研讨交替进行，充分体现学生的主体作用和教师的主导地位。
2、学法指导
采用“自主探究”的教学方式，指导学生运用实验观察、分析、比较、讨论、概括、练习等学习手段，通过亲自动手参与实验，分析讨论实验现象，解决问题，得出结论的过程培养其分析问题和解决问题的能力，充分调动学生在学习过程中的自主意识，促进学生对知识的主动建构。
3、组织学习过程的基本策略
（1）．创设情景策略
通过演示实验的现象，引发认知冲突产生认知需要。
（2）．问题探究策略
按照科学探究的一般过程，引导学生结合已有原电池的知识设计实验，通过问题探究的方式，获得原电池的构成条件和原电池正负极的判断规则。
（3）．评价与反思策略
要求学生运用原电池概念与原理，判断某些装置能否形成原电池、原电池的正负极，书写电极反应式，并根据给定的材料设计原电池。使学生通过思考交流、合作与探究、评价与反思的学习过程，实现对知识的自主建构。
五、教学用具
溶液：1mol/L
CuSO4溶液、1mol/LZnSO4溶液、1mol/LH2SO4溶液、酒精
电极材料：
Cu棒1根、C棒1根、Zn片2片、Cu片2片、
其它：灵敏电流计、导线六根、夹子两个，250ml烧杯2个、100ml小烧杯4个、胶头滴管、洗瓶、抹布、砂纸
六、教学过程
教学环节
课堂教学活动设计
教学中可能出现的情况
设计意图
创设情景引入新
课
利用西红柿电池使音乐贺卡发出美妙音乐，创设新奇刺激的问题情境，提出新的研究任务：如何把“化学能直接转化为电能”
西红柿电池电流太小音乐贺卡不响
激起学习兴趣和热情，产生学习欲望。
观看电池图片及实物
生产、生活中常见的、必不可少的电池图片。（1）展示各种电池的图片：干电池、数码相机、摄像机、笔记本电脑、蓄电池，激发学生学习的兴趣。（2）展示具体的实物：干电池、手机电池，联系学生的实际生活，如计算器、手电筒、文曲星等需要电池才能正常的工作；感受“电池”确实与我们的生活息息相关。
学生不够兴奋
再次激发学习原电池工作原理的欲望，体会化学在生活中的重要性
自主探
究合作交
流理解新
知探究实验一：原电池的工作原理
上一单元我们学习了化学能与热能的相互转化。请预测Zn
和CuSO4溶液的反应是吸热反应还是放热反应，并设计实验方案加以证明。学生交流实验方案的设计后完成实验探究：实验方案：①向一只试管中加入1.0mol/LCuSO4溶液5mL，测量此时溶液的温度。②（用药匙柄端凹槽）加入适量锌粉，测量溶液的温度，观察温度的变化。（学生积极动手实验，教师巡回观察学生实验情况，个别指导，）探索发现：锌粒表面不再是银白色，好象变黑了（有一层紫红色物质生成）。溶液颜色变浅了。试管壁有些发热。测量的溶液的温度升高了。说明该反应为放热反应，[过渡]
写出该反应的离子方程式指出反应类型，标出电子转移的方向和数目。根据实验桌上提供的试剂和仪器，参考课本P20图1-3-2设计实验方案，将该反应所释放的能量转化为电能，2人一组，交流讨论。学生活动：通过设计原电池将化学能转化为电能。（学生热烈的讨论，有的还在纸上画着装置图。）师：请小组选派一名代表，说说你们组设计的实验方案。实验方案：（如图）
指导学生实施实验方案学生描述实验现象：锌片逐渐溶解。电流计指针偏转，且偏向C，碳棒上有红色的铜析出。
学生完成实验用时过长，学生对实验现象的观察不够全面。学生对碳棒上出现铜的现象观察不细，没有引起认知上的冲突。
通过问题的设置引导学生分析探究实质。培养学生分析问题、设计实验方案、完成实验、最终解决问题的能力。充分利用教材中《活动探究》栏目，通过异常的实验现象使学生在原有知识的基础上产生认知冲突,发现新问题学习新知识。通过本组实验意在使学生在原有知识的基础上发现新问题，并主动的寻找解决问题的方式。过已学知识，分析原理，得出结论。初步明白原电池的工作原理。
多媒体辅助教学
动画演示：铜锌原电池工作原理。观察动画并思考巩固知识围绕以下问题进行交流研讨：电子的流向，电流的流向，溶液中阴阳离子的移动方向，哪个作正极，哪个作负极，两极各发生的反应以及电池反应，思考、分析原电池的工作原理：电子流向：负极（Zn）→正极（Cu）电流方向：正极→负极→正极Zn作负极，C作正极，电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。负极（发生氧化反应）：Zn→Zn2++2e-正极（发生还原反应）：Cu2++2e-→Cu电池反应方程式：Zn+Cu2+=Zn2++
Cu
学生对电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极不易理解。个别学生存在方程式书写困难
通过具体生动的动画将学生看不见的微观世界宏观化变抽象为具体，从而帮助学生理解原电池的化学原理。以突破难点，提高教学效率。
思维小练习
练习：化学反应HCl
+
NaOH＝NaCl+H2O能设计成一个原电池吗 试试看。
个别学生对原电池必须是自发进行的氧化还原反应认识不到位
强调：只能利用自发进行的氧化还原反应设计电池
尝试新知反馈巩固运用新知
探究实验二：原电池的构成条件
[质疑]根据前面的学习和探究，你认为原电池构成的条件是什么？根据实验桌上的用品，自己设计组装原电池，并检验是否有电流产生。学生交流实验设计方案：电极材料的可能组合：Zn—Zn
Cu—CuZn—Cu
Zn—C
Zn—Mg溶液：1mol/L
CuSO4溶液、1mol/LH2SO4溶液、蔗糖溶液、果汁、水果要求：①注意有电流产生的装置构成。②若装置中无电流产生，请思考原因。实施实验并相互交流，记录实验现象。实验中的个别问题：Mg片和Zn片都与稀H2SO4反应，检流计指针会发生变化吗？Zn—Cu浸在硫酸铜溶液中铜片表面还出现了一道线，铜片浸入溶液中的部分颜色加深了。Zn和Zn用导线连接，放入稀H2SO4中，用检流计检验有无电流产生。Zn和Cu直接接触放入稀H2SO4中，观察现象。实验中得出的其它结论：1、电解质溶液相同时，两种金属活泼性差别越大，产生电流越大，反应速度越快。如：电解质溶液为CuSO4溶液负极正极电流大小Zn铜棒小碳棒大2、电极材料相同时，电流大小与电解质溶液的性质（种类、浓度）有关。如Zn-Cu原电池电解质溶液种类不同（或非电解质）溶液电流原电池总反应1mol/L硫酸溶液大Fe+2H+=Fe2++H21mol/LNaCl溶液小2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2酒精无电解质溶液种类相同浓度不同电解质溶液电流大小1mol/L硫酸溶液大极稀的硫酸溶液小分析总结：原电池的构成条件
(1)两个活泼性不同的电极
①两种活泼性不同的金属。
②一种金属与一种非金属导体。(2)电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）
(3)形成闭合回路（或在溶液中接触）总结原电池实验中的现象：一般负极溶解，质量减小，正极（本身不反应）上有气泡（H2）或不活泼金属单质析出根据实验现象和反应原理总结原电池正负极的判定由学生交流研讨，概括整合完成：
个别学生完成实验有困难学生的归纳整理，概括整合的能力不全面
学生实验兴趣越来越浓，不易终止试验探究过程学生交流研讨时间太长
教学大纲中指出“要有计划地指导学生自学，组织学生搜集有关的信息，阅读有关的资料···以发挥学生的学习主动性”，利用实验桌上现有的实验用品，增加教材没有的开放性探究实验，通过设计实验，进行探究，分析实验现象，通过对比分析、互相讨论对实验事实进行整理，总结出构成原电池的条件，
提高了学生的学习兴趣，不仅培养了学生观察能力，逻辑思维能力发现问题，提出问题的能力。还培养学生的实验能力和创新能力。对原电池形成条件认识的更加深刻。学习小组，合作学习，共同进步；把时间留给学生，把想象的空间留给学生，把认知过程留给学生。
学生练
习
幻灯片展示练习题[练习]
判断下列装置能否形成原电池教师讲评指出“相连接”可以是用导线连接,也可以直接相接触。
学生对两个电极直接接触构成的原电池理解有困难
拓宽学生的思维，并加深学生对原电池组成条件的理解。
再探再练，拓展创新，深化新知探究实验三：双液原电池
通过一道练习题设疑：若把F中的电解质溶液用能够使阴阳离子移动的装置连接起来，能否形成原电池 利用《资料在线》介绍盐桥，打开课本：指导学生阅读课本P21“资料在线”，共同学习盐桥的制备和作用，盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶，在盐桥中，离子能发生移动。在盐桥中，Cl-移向ZnSO4溶液，
K+移向CuSO4溶液，使两电解质溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行通过《观察思考》栏目，探究双液原电池，
按P21图1-3-4组装好仪器，实施实验并思考相关问题。
向两只烧杯中分别加入40ml
1.0mol/L
CuSO4溶液和40ml1.0mol/LZnSO4溶液，将连接导线和电流计的锌片和铜片分别插入ZnSO4溶液和CuSO4溶液中，将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液中，观察实验现象。取出盐桥，观察实验现象。该原电池有什么优点？通过这个活动，你对原电池有了哪些新的认识？现
象：连接盐桥，电流计指针偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色的铜析出，取出盐桥电流计指针不偏转指导阅读：课本P22
第一自然段了解什么叫电极、内电路、外电路等。双液原电池是怎样减小副反应的？引导学生思考将氧化反应和还原反应分开进行、减少副反应的发生以提高电流效率（比如用盐桥将两个反应分开）的方法等问题，层层深入探究原电池工作的原理。
[指导阅读]：课本P22“资料在线”——原电池的表示式：指导阅读：课本P22
第二自然段区分原电池的正负极和阴阳极。
实验室没有盐桥，学生自制实验用的盐桥可能产生的实验效果不佳。部分学生在理解时仍存在困难
通过一道练习题设疑，利用《资料再线》介绍盐桥，通过《观察思考》栏目，探究双液原电池，引导学生思考将氧化反应和还原反应分开进行、减少副反应的发生以提高电流效率的方法等问题，层层深入探究原电池工作的原理。
进一步认识原电池的工作原理。开拓学生的视野。由物理学知识和化学知识引导学生区分原电池的正负极和阴阳极。
理论联系实际体会化学的魅力深化对原理的应用
以生活中常见物品为原料动手制作一个水果电池。寻找下列材料：导线、金属片、铅芯、电流表、手电筒用小灯泡（或发光二极管）、小闹钟、音乐卡、果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）、水果、口杯。动手设计组装一套原电池装置，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导，实现知识的迁移应用，领略创新成功的喜悦。
材料的寻找可能有困难
动手制作一个水果电池。体验学习化学的乐趣，使学生觉得化学就在我们的身边。展示观摩学生的作品，震撼思维。
延伸课堂，开展研究性学习
让学生利用网络、图书馆、找专家访谈，查询有关资料，调查日常生活中常见电池的种类、使用范围和性能，体会现代科技的魅力，拓展视野，深化对原理的应用。并且通过对废电池的处理问题，了解日常生活中废弃旧电池对环境的危害，对学生进行环保教育。
部分学生的硬件条件达不到要求。
将课堂知识延伸到课后，让学生感受生活中蕴含的化学信息，体会化学在现实世界中的广泛应用，感受化学的价值。体会现代科技的魅力，拓展视野，深化对原理的应用。对学生进行环保教育，形成可持续发展的思想。
实验室开放
日
兴趣小组活动：进行如下实验操作：把用砂纸去膜等大的镁片和铝片，分别同量程为500 A的电表“－”、“＋”端相连接，迅速将两电极插入盛有1
mol·L-1的NaOH溶液中。观察到的现象：开始电表指针向右偏移约500 A，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减少直至0，随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400 A，此时铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。分析解释：实验刚开始，镁为___极，电极反应为_________。实验一段时间后，铝为_____极，电极反应为_________。
延伸课堂，深入探究，深刻理解原电池的实质，加深对重点知识的理解。
课堂小结
由学生对所学知识进行交流研讨、概括整和后完成
引导学生小结本节课的学习内容，培养学生的语言表达能力，发挥自我评价的作用。
板书设计
原电池的工作原理：锌（负极）：Zn-2e-=Zn2+（锌板溶解，发生氧化反应）
铜（正极）：Cu2++2e-=Cu（有铜析出，发生还原反应）。
2、电子与电流的运动方向
电子流向：负极（Zn）→正极（Cu）
电流方向：正极→负极→正极
Zn作负极，C作正极，
电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
3、组成原电池的条件
(1)两个活泼性不同的电极
①两种活泼性不同的金属。
②一种金属与一种非金属导体。
(2)
电解质溶液
(3)两极相连形成闭合回路（或直接接触）
(4)自发进行的氧化还原反应
4、总结原电池中的实验现象
5、原电池正负极的判定
失去电子发生氧化反应的电极为负极，获得电子发生还原反应的电极为正极；因此在原电池中，活泼性相对较强的的金属电极为负极，活泼性相对较弱的金属电极或其他导体为正极。
巩固练习：p31<迁移应用>栏目
1
作业：思考p31<迁移应用>栏目
2
课后巩固：对比原电池和电解池在工作原理上的异同？化学电源
一、教学分析
1.教材及课标相关内容分析
前一节已经学习了原电池的工作原理。本课时主要是让学生了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理；了解化学电源的发展以及电池对环境造成的污染，增强环保意识。
2.学生分析：
前面第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。
3.我的思考：
通过图片展示、学生讨论、交流等方式导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增强了学生的分析，综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
二、教学目标
1.知识与技能：
了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会判断电池的优劣。
2.过程与方法：
本设计以开放式教学为指导思想，辅助以图片、讨论、归纳等手段，让学生在不断解决问题的过程中，建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。
3.情感态度价值观：
认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位；了解环境保护在生产生活中的重要作用。培养学生的自主学习能力，信息搜集处理能力及团队合作精神。
三、教学重、难点及处理策略
一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用 是教学重点，化学电池的反应原理是教学难点。本节课主要通过学生参与收集有关一次电池、二次电池、燃料电池的材料，视频展示、课堂讨论交流以及联系前面所学知识，将各类电池的结构特点、反应原理、性能、以及适用范围进行归纳总结，让学生主动对化学电池的反应原理进行建构。
四、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图
教师活动 学生活动
五、促进观念建构的教学过程
教学环节
教学活动
学生活动
设计意图
复习原电池相关知识
[引入]1、讨论交流如果没有电池我们的生活会变成什么样？2、引导以Cu-Zn
原电池为例让学生回顾有关原电池的知识。
【学生思考、讨论】1．构成原电池的条件2．原电池的原理（以Cu-Zn
原电池为例）负极（Zn）：Zn
–
2e
=
Zn
2+正极（Cu）：2H+
+2e
=
H2↑总反应：Zn
+
2H+
=
Zn
2+
+
H2↑
从复习所学知识，引出原电池在生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
引入铜锌电池
【学生讨论总结】铜锌电池有什么缺陷？电解质为硫酸溶液，不便于携带，铜锌电池工作持续性差不能够推广使用
学会分析化学理论和实际应用的差别，培养学生的语言表达能力
分析铜锌电池的缺陷
【提问】你想如何对你的电池进行改进？
【讨论交流】……【汇报结果】将电解质制成固体；何开发高能电池
培养学生分析、归纳能力；培养学生的创新思维能力
引入碱性锌锰电池，引导学生分析、讨论其反应原理
导入碱性锌锰电池【图片展示】碱性锌锰电池的构造【提问】碱性锌锰电池的反应原理
培养学生应用知识解决实际问题
分析讨论碱性锌锰电池优缺点
【要求学生交流】碱性锌锰电池的主要的性能、使用范围，应用前景以及缺陷等方面的知识。
【汇报总结】优点：比普通电池性能好，它的比能量和可储存时间均由提高，适用于大电流和连续放电，是民用电池的升级换代产品。缺点：放电完了，不能再用
理解事物都具有两面性，培养学生合作探究的能力
引入蓄电池，引导学生分析、讨论其反应原理
导入二次电池【图片展示】铅蓄电池的构造【提问】铅蓄电池电池的反应原理
【汇报交流】电极反应：(放电时)
可以自发进行负极：Pb(s)+
SO42-(aq)
-
2e-
=
PbSO4(s)
正极：PbO2(s)
+
4H+
(aq)+
SO42-(aq)+
2e-
=
PbSO4(s)
+
2H2O(l)总反应：Pb(s)+
PbO2(s)+
2H2SO4(aq)=
2PbSO4(s)
+
2H2O(l) 电极反应：(充电时)
不能自发进行阴极：PbSO4(s)+
2e-
=
Pb(s)+
SO42-(aq)阳极：PbSO4(s)
+
2H2O(l)
-
2e-
=
PbO2(s)
+
4H+
(aq)+
SO42-(aq)总反应：2PbSO4(s)
+
2H2O(l)=
Pb(s)+
PbO2(s)+
2H2SO4(aq)
进一步培养学生应用知识研究实际问题能力
学生进一步分析讨论蓄电池的优缺点
【要求学生讨论】蓄电池在应用中存在的优缺点。
【汇报总结】优点：电压稳定，使用方便，安全可靠，价格低廉，可多次重复使用。缺点：比能量低，笨重，废弃电池污染环境
培养学生的语言表达能力和归纳能力
学生讨论交流形电池对环境造成的污染
教师介绍电池对环境的危害
增强学生的环保意识
认识电池对环境的污染
学生相互交流上述各种电池的共同缺陷
【提出问题】：上述各种电池的共同缺陷是什么？如何改进？
分析：干电池中的汞、蓄电池中的铅、镉，三种金属都是对自然环境威胁最大的物质，都会造成环境污染
培养学生的环保意识
引入燃料电池，引导学生分析、讨论其反应原理
【图片导出】燃料电池，展示氢氧料电池，分析其反应原理
酸性介质电极反应：负极：2H2
-
4e-
=
4H+正极：O2
+
4H+
+
4e-
=
2H2O总反应：
2H2
+
O2
=
2H2O碱性介质的电极反应：负极：2H2
+4OH--
4e-
=
4H2O
正极：O2
+
2H2O
+
4e-=
4OH-总反应：
2H2
+
O2
=
2H2O
学生会书写不同条件下氢气燃料电池的电极反应
学生进一步分析讨论燃料电池的优缺点
【提出问题】：燃料电池有哪些优缺点？
【汇报总结】优点：能量转换率高；可组合成燃料电池发电站，废弃物少，噪音低。缺点：输出电压低，需串联使用，体积较大；需连续供给反应物，排除生成物，附属设备多
培养学生的语言表达能力和归纳能力
引导学生探讨电池优劣的判断标准以及对未来的电池的设想。
【学生讨论】电池优劣的判断标准什么？你设想未来的电池应该具有那些特点？
【引领学生完成课堂总结】
通过“总结”提升学生认知能力和学习能力
六、板书设计
第二节
化学电源
一、复习原电池
1．构成原电池的条件
2．原电池的原理（以Cu-Zn
原电池为例）
负极（Zn）：Zn
–
2e
=
Zn
2+
正极（Cu）：2H+
+2e
=
H2↑
总反应：Zn
+
2H+
=
Zn
2+
+
H2↑
二、碱性锌锰电池
三、铅蓄电池
电极反应：(放电时)
可以自发进行
负极：Pb(s)+
SO42-(aq)
-
2e-
=
PbSO4(s)
正极：PbO2(s)
+
4H+
(aq)+
SO42-(aq)+
2e-
=
PbSO4(s)
+
2H2O(l)
总反应：Pb(s)+
PbO2(s)+
2H2SO4(aq)=
2PbSO4(s)
+
2H2O(l)
电极反应：(充电时)
不能自发进行
阴极：PbSO4(s)+
2e-
=
Pb(s)+
SO42-(aq)
阳极：PbSO4(s)
+
2H2O(l)
-
2e-
=
PbO2(s)
+
4H+
(aq)+
SO42-(aq)
总反应：2PbSO4(s)
+
2H2O(l)=
Pb(s)+
PbO2(s)+
2H2SO4(aq)
四、氢氧燃料电池
1、酸性介质的电极反应：
负极：2H2
-
4e-
=
4H+
正极：O2
+
4H+
+
4e-
=
2H2O
总反应：
2H2
+
O2
=
2H2O
2、碱性介质的电极反应：
负极：2H2
+4OH--
4e-
=
4H2O
正极：O2
+
2H2O
+
4e-=
4OH-
总反应：
2H2
+
O2
=
2H2O
【创设情境】学生列举生活中常见的电池有哪些？
【图片展示】用途广泛的电池
【过渡】复习电池的概念,引入电池的分类
【图片展示】锌锰电池的构造；碱性锌锰电池的反应原理
【学生交流】电池在生活中的重要作用
【学生思考】电池的反应原理
【学生复习归纳】电池的概念和形成条件
【学生分析交流】碱性锌锰电池的反应原理
归纳小结
【引导学生讨论】碱性锌锰电池的优点以及缺陷等方面的知识。
【图片展示】铅蓄电池的构造；铅蓄电池电池的反应原理
【提出问题】上述各种电池的共同缺陷是什么？如何改进？
【引导学生讨论】蓄电池的优点、缺点等方面的知识
【图片导出】氢氧料电池，分析其反应原理
【提出问题】：
燃料电池有哪些优缺点？
【学生分析】铅蓄电池电池的反应原理
【学生讨论归纳】碱性锌锰电池的优点以及缺陷
【学生交流】上述各种电池的共同缺陷
【学生交流】：燃料电池有哪些优缺点？
【学生分析】燃料电池电池的反应原理
【学生讨论归纳】铅蓄电池电池的优点以及缺陷第2节
电能转化为化学能—电解第2课时
电解原理的应用一、学习目标（1）掌握电解饱和食盐水的电极反应(2)掌握常见阳离子和阴离子的放电顺序，能写出一些常见物质的电解方程式（3）理解电解精炼和电镀原理并会应用二、学习重点与难点阴极和阳极离子放电顺序【复习回顾】1、什么是电解？什么是电解池？电解池的组成是什么？
2、如何判断电解池的阴极和阳极？
3、写出电解熔融溴化钾的电极反应式和总的反应方程式？
4、在惰性电极上：常见阳离子放电顺序：
常见阴离子放电顺序：
二、电解原理的应用1.电解饱和食盐水【合作交流1】1、分析饱和食盐水中可能存在哪些离子？在电场中它们分别移动方向如何？
2、接通电源后，观察两电极区域的变化，确定两个电极的产物是什么？在电解液中滴加酚酞溶液，有什么现象？为什么会出现这种现象？
3、写出两个电极的电极反应式和总的反应式：
【跟踪练习】写出用惰性电极电解CuCl2溶液、CuSO4溶液、Na2SO4溶液的电解方程式
2、铜的电解精炼【合作交流2】1、根据课本铜的电解精炼示意图分析什么做阳极？什么做阴极？什么溶液做电解质溶液？
【跟踪练习】用铜做电极，电解饱和Na2SO4溶液，写出电极反应式和总的反应式？
练习1、在铜的精炼过程
中，下列说法错误的是（
）A、阳极是粗铜，其中的锌、银等杂质均失电子被氧化B、阴极上首先析出铜C、粗铜不断溶解D、电解溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液练习2：在标准状况下，用铂电极电解CuSO4溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出的气体是（
）A、1.12L
H2
B、1.12L
O2
C、2.24L
H2
D、2.24LO23、电镀【合作交流3】1、什么是电镀？电镀的目的是什么？
2、设计一个给铁钉镀铜的方案，确定用什么电极材料？用什么电镀液？镀件做什么极？
3、写出两个电极的反应式：阳极：
阴极：
4、根据该实验总结出电镀的一般规律：在电镀槽中
做阴极
做阳极
做电镀液电镀液离子的浓度
练习3、将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比为（
）A、1:2:3
B、3:2:1
C、6:3:1
D、6:3:2【小结】1-1-2
化学反应的焓变
教学目标
知识与技能：
1．通过反应焓变定义的学习，了解反应热和反应焓变的关系。
2．通过热化学方程式的学习，了解热化学方程式的意义，了解燃烧热的概念，体会热力学的严谨性。
过程与方法：
1．通过反应焓变概念的学习，了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。
2．在学习过程中，学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念。
情感态度与价值观：
1．体会思考带给人的愉快情感体验，感悟化学学科学习的乐趣。
2．养成良好的实事求是的科学态度。
教学重点：
燃烧热的概念；热化学方程式的书写。
教学难点：
热化学方程式的书写
教学过程：
【复习回顾】
反应热的定义、表示方法、反应热符号的规定。
中和反应热的测量方法和过程，计算方法，及注意事项。
【学生活动】学生积极回顾思考，回答（找学生代表发言）
【设计意图】复习回顾上节课的内容,检查掌握学情.
【过渡】化学反应的反应热是由于反应前后物质所具有的能量不同而产生的。正如质量是物质所具有的固有的性质一样，物质所具有的能量也是物质固有的性质，可以用一个物理量来描述。科学家定义了一个称为“焓”的物理量，符号为H,用它的变化来描述化学反应的反应热。
【教师】请学生们先看书P5关于化学反应的焓变的内容。我们来讨论焓变及其与反应热的关系。
【学生】学生看书，不懂的可以提问。
【设计意图】指导学生看书，有利于学生成自学的习惯
【板书】
化学反应的焓变
1.焓的定义：
焓变的定义：
表示方法：
符号规定：
焓变与反应热的关系：
【讨论归纳】
焓是一个物理量，表示物质具有的能量，它与物质的聚集状态有关。同温同压下，同种物质的聚集状态不同，含有的能量是不同的。
在实验室里或在生产中，化学反应大多是在敞口容器中进行的。由于大气压通常变化很小，可以看做不变，热力学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中的物质的能量变化全部转化为热能，则反应前后物质的焓的变化就等于该反应的反应热。
ΔH
=
Qp
=H(反应产物)
—
H(反应物)
ΔH符号的规定
ΔH
>
0
反应吸热
ΔH
<
0
反应放热
反应产物
反应物
焓
焓
反应物
反应产物
反应吸热
反应放热
ΔH
>
0
ΔH
<
0
高度差代表放出或吸收热量的多少
【学生】聆听、理解、记忆
【设计意图】解析定义，引导学生理解ΔH。
【结束】方法引导；物理量的变化------
ΔX
化学中经常用-ΔX代表体系经过一个物理变化或化学变化过程后，某物理量X的变化。通常规定，物理量的变化用变化后的该物理量减去变化后的物理量来表示。例如，若一定量的气体在一定的压强下受热膨胀，气体体积的变化可表示为：
ΔV
=
V2
—
V1
V1
V2
分别表示气体初态的体积和终态的体积。
【学生】聆听、理解物理量的变化的表示方法
【过渡】我们都知道了化学反应不光有物质的变化，还伴随着能量的变化，那么我们怎样用一种方法统一表示出这些变化呢？
【指导阅读】请学生们阅读P6
--
P7
内容，理解热化学方程式的表示方法，及表示的意义，还有书写热化学方程式时注意的事项。
【学生】认真阅读，记录自认为重要的知识，标记不明白的地方
【板书】三
、热化学方程式
定义：
表示：
3.书写注意事项：
【讲述】热化学方程式是把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来。例如，在298K时，1
mol
H2（g）
和0.5mol
O2
（g）反应生成1mol
H2O（l）放出285.8kj，此反应的热化学方程式可写为：H2（g）+
0.5
O2
（g）=
H2O（l）
ΔH
=
-
285.8
kJ/mol
【学生】学生聆听，记忆，学会热化学方程式的读法
【交流研讨】
P6根据已知书写给出的方程式的热化学方程式。
1
mol
H2（g）
和0.5mol
O2
（g）反应生成1mol
H2O（l）放出285.8kJ。生成1mol
H2O（g）放出241.8kJ。分析两种情况下反应热为何不同，并写出热化学方程式。
讨论书写热化学方程式时应注意什么问题？
【学生】学生动手书写热化学方程式，积极思考教材提出的问题
【设计意图】训练学生书写热化学方程式的技能，同时查看学生容易出错的地方。
【归纳总结】书写热化学方程式时，注意事项：
要在反应物和生成物的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态，因为反应的焓变与个反应物和生成物的聚集状态有关。g
、
s
、
l、aq
分别表示气态、液态、固态和水溶液中的状态。
在ΔH后要注明反应的温度，因为同一反应在不同温度下进行时其焓变是不同的。对于298K时进行的反应，可以不注明温度。
ΔH的单位是
kJ/mol
根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH数值的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH的数值改变符号，但绝对值不变。
【设计意图】加深学生对热化学方程式的理解、记忆
【拓展】对于可逆反应A(g)
+
B(g)
C(g)
，ΔH
=
a
kJ/mol，怎样理解？
【教师】找学生回答
1
mol
A（g）
和1mol
B（g）完全反应生成1mol
C（g）放出285.8kJ的热量。
【学生】学生思考，交流，讨论
【设计意图】拓展学生的知识面，加深对反应焓变的理解
板书设计：
化学反应与能量变化
化学反应的热效应
二、化学反应的焓变
1.焓的定义：
2.
焓变的定义：
表示方法：
符号规定：
焓变与反应热的关系：
三
、热化学方程式
1.定义：
2.表示：
3.书写注意事项：
教学回顾：
在教学中要注意学生的元认知，从元认知出发，结合一些案例或生活中的常识，引导着改变学生的元认知，从而形成新的知识。本节课是从学生对反应热的认识出发，引出焓的概念，结合化学反应的物质变化，引出热化学方程式。
在教学设计过程中要注重基础性，又要注重提高性。本节课基础是焓变，热化学方程式。主要是热化学方程式的书写。
3.对学生新知识的掌握情况，从练习中就能看出，明确指出学生的出错点，纠正不良的答题习惯。第二节
电能转化为化学能──电解【教学目标】
1、以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。2、了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理，能准确书写电极反应式和电解反应式；掌握惰性材料作电极时，离子的放电顺序。学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，掌握一般电解反应产物的判断方法。学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。（阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。）第一课时 电解原理一、电解【自主学习】⒈电解熔融的氯化钠离子在电场中的
是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的 和 分别移向与电源
和
相连的电极。与电源负极相连的电极带有 ，Na＋在这个电极上
电子，被还原成钠原子： ；而与电源正极相连的电极带有 ，Cl－在将电子转移给这个电极，自身被氧化成 ，最终生成 。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应： 。⒉电解的定义：
。合作探究]：电解与电离的比较
电离
电解条件过程特点联系
要点强化指导]⑴电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。⑵熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。二、电解池【自主学习】⒈电解池的含义：
⒉电解过程中的能量变化在电解过程中，电源向反应体系提供 能，
转化为 能而“储存”在反应物中。⒊电解池的构成按照电化学规定，电解池中的两个电极是 极、 极，发生 的电极叫做阳极（阳极与电源的 相连）；发生 的电极叫做阴极（阴极与电源的 极相连）。故电解池由 、 以及 组成。【总结】电解池的
构成条件:三、电极反应及其反应式的书写【自主学习】⒈电极反应的含义在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个 上分别进行的。每个电极上或是发生 电子的变化，或是发生 电子的变化，分别相当于 的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生 反应，阴极上发生 反应。
2、电极与电子的移动方向有怎样的特点？ ⑴阳极与电源的 相连，阳极上发生 反应，电子由电解质中的 放电经电解池 极、外电路到电源的 极，即： 极
电源的 极；⑵阴极与电源的 极相连，阴极上发生 反应，电子由电源的 极、外电路到电解池 极被电解质中的阳离子得到，即：电源的 极
电解池的 极。3、电极反应式的书写;电极反应式的书写步骤：
看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。
②看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电顺序，然后书写电极反应式。③书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有H＋和OH－，放电顺序中H＋和OH－之后的离子一般不参与电极反应。④两个电极反应式所带的电荷必相等。⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。3、电解质溶液中各离子的放电顺序（1）阳离子的放电顺序：
（2）阴离子的放电顺序：
【练习1】：１、电解池的阳极是(
)A、发生还原反应在的极 B、发生氧化反应的极C、电极上一定会析出新物质 D、电极本身一定被消耗【练习2】．工业制镁是采用电解熔融的氯化镁的方法。试分析电解熔融的MgCl2的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。【课堂练习】
1.
下列说法错误的是（
）A．由电能转化为化学能的装置叫电解池
B．在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极C．在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极D．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应2某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是(
)
A.电解过程中，铜电极上有H2产生B.电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑C.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D.整个电解过程中，H＋的浓度不断增大3下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(
)
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变4．
下列关于电解槽的叙述不正确的是（
）A．与电源正极相连的是电解槽的阴极
B．与电源负极相连的是电解槽的阴极C．在电解槽的阳极上发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极5．电解下列物质的水溶液时，在阴极区无金属析出的是（
）A．AgNO3
B．CuCl2
C．NaOH
D．CaCl26.在50ml0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发）。
（1）若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化
。
（2）若两极均为铜片，若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式为：
。（3）若两极均为铜片，如不考虑H+在阴极上放电，当电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重
g，阴极上的电极反应是
。写出以石墨作电极电解盐酸的电极反应式：
阳极：
阴极：
总反应：1.3.3金属的腐蚀与防护
【教学目标】
一、知识与技能
1、了解金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因
2、掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。
二、方法与过程
通过学习增强保护环境的意识，节约意识。
三、情感与价值观
认识金属腐蚀的危害及防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。
【教学重难点】
吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理
【教学过程设计】
【讲述】金属曾是人类文明发展的历史标志，如铜器时代、铁器时代，在现代社会中，钢铁等金属材料的产量和质量仍是反映国民经济发展水平的重要指标，然而人们对谁处可见的金属腐蚀现象早已习以为常，不以见怪。我们来看一下我们日常生活中的金属腐蚀现象。
【板书】1.3金属的腐蚀与防护
【讲述】请同学们看大屏幕
【讲述】通过图片的观察大家对金属的腐蚀有了一个初步的认识，现在请一名同学阅读教材P84
第一自然段的内容，了解一下金属腐蚀给我们带来怎样的危害。
【过渡】既然金属的危害如此之大，下面让我们一起来探究一下如何避免这种腐蚀的发生。
【探究铁钉腐蚀的条件】
编号
①
②
③
④
⑤
实验方案
煮沸后迅速冷却的蒸馏水且加植物油+铁钉
棉花+干燥剂氯化钙+铁钉且盖上塞子
蒸馏水+铁钉
NaCl溶液+铁钉
醋酸溶液+铁钉
记录
无锈蚀
无锈蚀
与空气接触部分有铁锈
铁钉表面有较多铁锈
铁钉表面有较多铁锈
结论
铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。
【提问】请大家分析为什么会有这样的区别？
【讲述】我们通过对实验的观察不难得出如下的结论：铁钉与空气、水同时接触才会锈蚀，且有电解质溶液时锈蚀加快，相同时间产生更多的铁锈。
【讲述】铁钉是铁碳熔合而成的合金，像这样，不纯的金属在和电解质溶液接触时会发生原电池反应从而使金属发生腐蚀，我们称为金属的电化学腐蚀。
【板书】一、金属的腐蚀
1.金属的电化学腐蚀
【讲述】金属的腐蚀还有另一类，（把定义打出来边看边解释）比如说铁与干燥的气体（O2、Cl2、SO2）或非金属电解质液体（石油）接触时，在一定条件下就会发生化学反应，我们把这类腐蚀称作化学腐蚀。石油腐蚀金属接触主要是含硫化合物的影响。
【板书】2.金属的化学腐蚀
【问题】金属的化学腐蚀与哪些因素有关？
【结论】温度是影响化学腐蚀影响因素之一。
【讲述】在生产生活中比较普遍而且危害较大的是金属的电化学腐蚀。在这里我们来重点讨论一下金属发生电化学腐蚀的原理。请同学们阅读教材P84~P85完成学案中的金属的电化学腐蚀。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈强酸性
水膜呈中性或弱酸性
电极反应
负极Fe(-)
Fe-2e-=Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应
2H++Fe2+=Fe2++H2↑
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3
·
xH2O+（3-x）H2O
联系
金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主。
【板书】（1）析氢腐蚀
（2）吸氧腐蚀
【讲述】现在我们学完了金属的电化学腐蚀，下面我们把金属腐蚀的两种方式对比一下。
类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
发生的条件
金属与接触物直接反应
不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池
电流
无电流产生
有电流产生
本质
金属被腐蚀
较活泼金属被腐蚀
相互关系
电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多，腐蚀速率也快很多
【讲述】金属发生金属腐蚀的本质：M
-
ne-
=
Mn+（发生氧化反应）。
【演示实验探究】
问题：解释图片中出现的现象。
【解释】由于铁钉发生吸氧腐蚀，氧气被消耗掉，导致具支试管内的压强降低，外界大气压把水压入导管内。
【过渡】刚刚我们了解了金属腐蚀的基本形式，并且知道金属腐蚀的形式中以金属的电化学腐蚀为主，现在我们从电化学的角度研究金属的腐蚀的防护问题。
以钢铁腐蚀为例，无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁都做负极，碳做正极，负极流出电子而被消耗，作为正极的碳接受负极流入的电子而保护起来。现在假如要把铁保护起来，如何操作做呢？
【问题】如何保护铁？
【讲述】用铁做正极，用一种比铁更活泼的金属和它相连。这样在形成原电池时，活泼的金属做负极，冲锋陷阵，被牺牲掉了，从而铁做正极流入电子，多余的电子抑制了铁失去电子而保护起来。这样的例子还有很多（点击课件），比方说轮船上镶嵌的锌铆与海水构成的原电池，在轮船吃水线以下，镶嵌着一的排排的锌块，作为原电池的负极流出电子到铁的表面而把铁保护起来。这一排排的锌块起到了保护船体钢板的作用。
【问题讨论】如果轮船上不嵌入锌块，而嵌入铜块效果如何？
【嵌入锌块是让锌冲锋陷阵牺牲锌呢，而嵌入铜块后，起到了相当于引蛇出洞的作用了，铁做负极，加快了铁的腐蚀。】
【小结】
这种防护方法实际上是消耗负极的正极保护法，但习惯上称作牺牲阳极的阴极保护法。
电化学上规定：电子流出的一极叫阳极（负极），电子流入的一极叫阴极（正极）即：牺牲阳极的阴极保护法。
【实验演示】接下来我们通过一个实验来验证一下（点击课件的超链接）。为什么看不到沉淀？原因是无亚铁离子生成。通过实验进一步验证了牺牲阳极的阴极保护法可以很好的保护金属，避免金属的腐蚀。
【问题】金属表面能够富集大量的电子金属就可以避免腐蚀，除了金属做原电池的正极外还有没有其他方法也能在其表面富集电子呢？
【讲述】接着来学习另一种保护方法——外加电流的阴极保护法。
我们前面学习过化学电源，如干电池，只要与电源的负极相连，电池的负极流出电子，如果把被保护的金属连上，电池的另一极正极连上辅助电极，也同样会起到保护金属不会腐蚀的作用。
【原理说明】我们都知道，钢铁在发生电化学腐蚀时，铁是作负极，有电子流出，如果要抑制它表面电子的流出的趋势，就需要把它接在外加电源的负极，当通电后，电子就被强制的往回流，这样有了电子的流入，有电子的流入我们就把这极称作阴极，即外加电流的阴极保护法。
三、（扩展）判断金属腐蚀快慢的规律
不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而耗损。金属的腐蚀的快慢与下列两种因素有关：
（1）与构成原电池的材料有关。两级材料的活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率越快。
（2）与金属所接触的电解质强弱有关。活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质中的腐蚀。
【板书设计】
1.3
金属的腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
1.
金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
①金属腐蚀的本质：金属原子
金属阳离子
M
–
ne-
→
Mn+（氧化反应）
②金属腐蚀的类型：化学腐蚀——直接反应
电化学腐蚀——原电池反应
2.
电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)
⑴
吸氧腐蚀：中性或酸性很弱条件下
负极：2Fe
-
4e-
=
2Fe2+
正极：O2
+
2H2O
+
4e-=
4OH-
电池反应：2Fe+
O2
+2
H2O
=2Fe(OH)2
⑵
析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中
负极：Fe
-
2e-
=
Fe2+
正极：2H+
+
2e-
=H2↑
电池反应：Fe
+
2H+
=Fe2+
+
H2↑
二、金属的电化学防护
1.
牺牲阳极的阴极保护法
2.
外加电流的阴极保护法
3.
金属防护的几种重要方法
①在金属表面覆盖保护层。
②改变金属内部的组成结构，制成合金。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
【教学反思】
通过本节课的教学，学生能认识金属腐蚀的危害性和严重性，掌握金属腐蚀的原理和类型，同时在此基础上能知道金属防护的几种方法如直接隔离法----给金属穿上“保护膜”、
改变本质-----加入其他金属改变其组成、因势利导----电化学防护法（牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法），同时在学习的过程中让学生感受化学对人类生产和生活的影响。
金属的防护
本质：阻止M-ne-=Mn+
的发生
方法
应用电化学保护
其他
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
改变金属的内部结构
在金属表面附盖保护层
失电子1-1-2
化学反应的焓变
【学习目标】
1．了解反应热和反应焓变的关系。
2．了解热化学方程式的意义，了解燃烧热的概念，体会热力学的严谨性。
【学习重难点】
学习重点：燃烧热的概念；热化学方程式的书写。
学习重点：热化学方程式的书写。
【自主预习】
1．化学反应能量的变化，通常主要表现为热量的变化。比较化学反应过程中能量的变化并判断反应类型(吸热反应和放热反应)。
(1)从化学键的角度理解
反应物、生成物中化学键的变化关系
反应类型
断裂旧化学键
的总能量<生成新化学键
的总能量
断裂旧化学键
的总能量>生成新化学键
的总能量
(2)从物质储存化学能的角度理解
反应物、生成物储存的化学能的大小关系
反应类型
反应物的总能量>生成物的总能量
反应物的总能量<生成物的总能量
2.反应热是当化学反应在一定
下进行时，反应
的热量。对于一个给定的化学反应，其反应热与反应物的
有关。
【预习检测】
1.在298K时，热化学方程式：2H2（g）+O2
（g）＝2H2O
（l）
△H＝－571.6KJ/mol
表示的意义是______________________________________；H2（g）+1/2O2
（g）＝H2O
（l）
△H＝_______。
2.根据事实，写出298K时下列反应的热化学方程式：
（1）1mol氮气与适量氢气起反应，生成2mol氨气，放热92.2KJ热量。
（2）1mol碳与适量水蒸气完全反应，生成一氧化碳气体和氢气，吸收131.3KJ热量。
合作探究
探究活动一：化学反应的焓变
1．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示：
由图可知，1
mol
H2分子中的化学键断裂吸收的能量是
_
，1
mol
Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是
_
，2
mol
HCl分子中的化学键形成释放的能量是
_
，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为
_
。
2．焓、焓变的概念
(1)焓是用来描述物质所具有的
的物理量，符号为
。
(2)焓变是在
条件下进行的化学反应的
(化学反应中反应产物所具有的焓与反应物所具有的焓之差)。符号是
，单位是
。
3．问题思考与讨论
(1)焓变(ΔH)与反应热(Q)关系如何？
(2)焓变(ΔH)与吸热反应、放热反应有怎样的关系？
【归纳总结】
ΔH、Q都可以表示吸热反应、放热反应，二者表示角度不同，结果一致。
【学以致用】
1．由右图分析，有关叙述正确的是( )
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应
2．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．X的能量一定高于M
B．Y的能量一定高于N
C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D．因为是放热反应，故不必加热就可以发生
探究活动二：热化学方程式
1．氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用下式表示：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－14.9
kJ·mol－1，它与化学方程式H2＋I22HI相比较而言，其特点为：
(1)指明了反应的
和
：若在298
K、100
kPa时进行的反应，可不注明。
(2)注明了各物质的状态：
(固体)、
(液体)或
(气体)。
(3)在方程式的右边注明了ΔH的
、
及
。
2．热化学方程式的概念及意义
(1)热化学方程式是表示
和
的关系的化学方程式。
(2)热化学方程式的意义：不仅表明了化学反应中的
变化，也表明了化学反应中的
变化，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。
3．热化学方程式的书写方法要求
(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。
(2)在右端注明热量的变化：吸热反应，
；放热反应，
。
(3)要注明反应物和生成物的
。
(4)化学计量数只表示物质的物质的量，因此可以是
，也可以是
。
(5)化学计量数改变，
要相应改变；逆反应的ΔH与正反应的ΔH数值相等、符号
。
[归纳总结]
热化学方程式与普通化学方程式的区别：
普通化学方程式
热化学方程式
化学计量数
状态
不要求注明
ΔH正负号及单位
无
必须注明(正号常省略)
意义
遵循规律
【学以致用】
3．H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1表示的意义是在298
K、100
kPa下，________气态H2与________气态O2反应生成________时，________的热量是285.8
kJ。
4．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)1
mol
N2(g)与适量H2(g)起反应，生成NH3(g)，放出92.2
kJ热量。
(2)1
mol
N2(g)与适量O2(g)起反应，生成NO2(g)，吸收68
kJ
热量。
(3)1
mol
Cu(s)与适量O2(g)起反应，生成CuO(s)，放出157
kJ热量。
【归纳总结】
【巩固练习】
1．下列说法正确的是( )
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C．任何放热反应在常温下一定能发生
D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
2．航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，反应方程式可表示为2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O。下列对该反应的叙述中错误的是( )
A．瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
B．从能量变化的角度，主要是化学能转变为热能和动能
C．反应的焓变小于零
D．在方程式后增加ΔH及其数值即为热化学方程式
3．在298
K、100
kPa的条件下，1
g液态甲醇燃烧生成CO2(g)和液态水时放热22.68
kJ，下列热化学方程式正确的是( )
A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝725.76
kJ·mol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1
451.52
kJ·mol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－725.76
kJ·mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝1
451.52
kJ·mol－1
4．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中能量变化如图所示，则：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a________________________________________________________________________；
b________________________________________________________________________；
c________________________________________________________________________。
(2)该反应是__________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH______0(填“>”或“<”)。
【总结与反思】
通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】
【自主预习】略
【预习检测】
1.
2mol氢气和1mol氧气完全反应生成2mol液态水放出571.6KJ的热量；－285.8KJ/mol
2.
（1）N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
△H
＝－92.2KJ/mol
（2）C（s）
+
H2O
（g）
＝CO（g）+
H2
（g）
△H
＝+131.3KJ/mol
【合作探究】
探究活动一
436kJ，243kJ，862kJ，183kJ
（1）能量，H
（2）恒压，热效应，ΔH，kJ·mol－1或J·mol－1
（1）对等压条件下的化学反应，假定反应中物质的能量变化全部是热能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓变，数学表达式Qp＝ΔH(Qp表示在等压条件下化学反应的反应热)。
（2）ΔH>0，反应产物的焓大于反应物的焓，反应吸收热量，此反应为吸热反应。
ΔH<0，反应产物的焓小于反应物的焓，反应放出热量，此反应为放热反应。
【学以致用】1.
D
2.
C
探究活动二
（1）温度，压强；（2）s，l，g；（3）数值、正负号（正号常省略），单位
（1）参加反应物质的量，反应热；（2）ΔH>0，ΔH<0；（3）聚集状态；（4）整数，分数；（5）相反
【归纳总结】
普通化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量
可以是整数也可以是分数，只表示该物质的物质的量
状态
不要求注明
必须在分子式后注明
ΔH正负号及单位
无
必须注明(正号常省略)
意义
表明了化学反应中的物质变化
不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化
遵循规律
原子守恒
原子守恒和能量守恒
【学以致用】
3.
1
mol
mol 1
mol液态水 放出
4.
(1)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
ΔH＝－92.2
kJ·mol－1
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝68
kJ·mol－1
(3)Cu(s)＋O2(g)===CuO(s) ΔH＝－157
kJ·mol－1
【自我检测】
1．D
【解析】化学反应的能量变化可以表现为很多方面，如转化为热能、电能、光能等。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的，反应开始需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。
2．D
【解析】该反应为放热反应，其焓变为负值小于零。书写热化学方程式要注明物质的聚集状态及ΔH的正负、数值、单位等。
3．B
【解析】甲醇燃烧是一个放热反应，ΔH<0，故A、D项错误；在298
K、100
kPa的条件下，1
mol
CH3OH(l)燃烧生成CO2(g)和液态水时放出的热量为×32
g＝725.76
kJ，故2
mol
CH3OH(l)燃烧放出的热量为1
451.52
kJ，故B项正确。
4．(1)旧键断裂吸收的能量 生成新键放出的能量
反应热 (2)放热 <
【解析】(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)─→2H(g)和O2(g)─→O(g)过程中断开H—H键和O=O键需吸收的能量和。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成放出的能量，c则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，即反应热。
(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH<0。电解饱和食盐水的原理电解氯化铜溶液拓展资料
一、电解饱和食盐水的原理
在NaCl溶液中，NaCl电离出，电离出．通电后，在电场的作用下，向阴极移动，向阳极移动．
在阳极，由于容易失去电子，所以失去电子被氧化生成．
在阴极，不得电子而得到电子被还原生成．得电子后，使电离向右移动，因此，阴极产物包括．
阳极：
阴极：
总反应：
或
工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物的钛网作阳极，用碳钢网作阴极．
二、电解饱和食盐水制烧碱必须解决两个主要问题
第一个问题是：避免生成物混合和接触NaOH溶液．因为混合遇火或遇强光会爆炸，接触NaOH溶液会反应生成NaCl和NaClO，使产品不纯．
第二个问题是：饱和食盐水必须精制．因为粗盐水电解会损坏离子交换膜．
(1)离子交换膜
使用离子交换膜能解决上述第一个问题．
离子交换膜属于功能高分子材料．离子交换膜分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子穿过，不许阴离子和气体分子穿过；阴离子交换膜只允许阴离子穿过，不许阳离子和气体分子穿过．
在电解饱和食盐水制烧碱的工业上，使用阳离子交换膜如图4－16所示．阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室，使阴极产物和NaOH溶液与阳极产物分开，避免混合和接触．
另外，在电解过程中，阳极室减少，阴极室减少而增多，从阳极室穿过阳离子交换膜进入阴极室，使溶液中的电荷得以平衡．
工业上通过电解饱和食盐水而获得氯气、氢气和氢氧化钠溶液．再通过蒸发氢氧化钠溶液而获得固体氢氧化钠．
注意：为什么强调电解饱和食盐水，是因为在饱和食盐水中的溶解量较小．
三、电解氯化铜溶液
(1)通电前电离(离子自由移动)CuCl2===Cu2++2Cl－
H2OH++OH－
(2)通电时(离子定向移动)Cu2+、H+→阴极
Cl－、OH－→阳极
(3)两极放电(依据离子放电顺序)
阴极：Cu2+＞H+
阳极：Cl－＞OH－
电极反应为
阳极：2Cl－-2e=Cl2↑(氧化反应)
阴极：Cu2++2e=Cu(还原反应)
(4)pH变化判断
只出H2，pH升高(H+放电)如NaCl、KBr、HCl
只出O2，pH降低(OH-放电)如CuSO4、AgNO3
H2、O2同时出(H+、OH－放电，实质电解水)1.3.1
原电池的工作原理
[教学目标]
1．知识目标
（1）原电池工作原理、构成条件、电极名称的判断。
（2）电极反应方程式的书写
2、能力目标：落实双主一本教学模式，培养学生的创新思维能力。
3、德育目标：培养学生由实践到理论，再由理论指导实践的科学方法。
二、[重点与难点]
本课时的重点原电池工作原理。难点是电极方程式的书写。
三、[教学方法]实验探究、设疑启发
四、[教学用品]原电池反应槽、电流计、铜片、锌片、导线、稀硫酸。
五、[教学过程]
引言：同学们，今天我们要进入《化学能转化为电能—电池》的学习，现在请同学们结合我们必修2当中所学的知识，回顾总结一下：构成原电池的条件。
知识回顾：构成原电池的条件
（1）活泼性不同的两极
（2）电解质溶液
（3）形成闭合回路
典型例题判断：
[过渡]那么这节课呢，我们主要学习一下：原电池的工作原理。
请同学们看两组实验探究：
实验设置：将课本19页《活动与探究》演示实验改成递进式演示实验，进行实验探索。
实验探索1（flash实验演示）：把锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的原电池反应槽中，观察实验现象？
实验探索2（flash实验演示）：把锌片和铜片用导线连接，中间接上电流计，插入盛有稀硫酸的原电池反应槽中，观察实验现象？
实验现象解答：（学生举手解答）
flash实验演示现象1：锌片附近有气泡产生--锌在金属活动顺序表中位于氢的前面，能置换酸中的氢；铜片附近无现象--铜在金属活动顺序表中位于氢的后面，不能置换酸中的氢。
flash实验演示现象2：电流计指针偏转，铜片周围有气泡生成。
问题探究
问题探索1：为什么电流计指针发生偏转？
问题探索2：为什么气泡在铜片周围产生，而在锌片周围无气泡生成？通过实验是否能说明由于实验探索2的装置使锌片和铜片的活泼性有所改变？
[学生思考讨论]
问题分析：
问题探索1：因为有电流产生。
问题探索2：因为锌比铜活泼，容易失电子；发生氧化反应，电子沿导线流向铜片（Zn-2e==Zn2+），电子流向铜片后，溶液中的氢离子在铜极附近得到电子产生氢气，发生还原反应（H++2e==H+↑）因而铜片上有气泡产生，因此说明装置改变锌片和铜片活泼性的观点是错误的。
问题探索3：锌片和铜片的质量有无变化？溶液中的[H+]有何变化？
问题分析3：锌片Zn-2e==Zn2+，铜片：2H++2e==H2↑；从反应可看出，锌片质量减少；铜片质量不变，[H+]减少。
[归纳]
从能量转变的观点分析：象这种化学能转化成电能的装置叫做原电池。发生氧化反应的一极为原电池的负极（即活泼金属Zn一极）负极是电子流出的一极，该极的反应为负极反应（Zn-2e==Zn2+）；发生还原反应的一极为原电池的正极（即较不活泼金属Cu一极）正极是电子流入的一极，该极的反应为正极反应（2H++2e==H2↑）；正负极反应总和为电极总反应（Zn+2H+===Zn2++H2↑）。
[小结]：根据以上分析，归纳总结：
原电池电极反应式的书写
1、确定原电池正负极，及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应
2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等
3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式
[过渡]：我们课本12面图19的实验，涉及到原电池盐桥。因为实验室条件有限，所以我们就没办法做。现在请同学们看flash演示实验，了解盐桥的作用。
练习：写出以上原电池装置中的电极反应及总反应式
[过渡]现在请同学们看一组实际实验演示，认真观察实验现象
思考：实际实验操作与Flash实验演示现象有何区别？为什么会不一样？
实际实验演示
六、课后作业：
酒精
稀H2SO4
稀H2SO4
A
B
C
D
D
1、盐桥的作用：
①使实验装置形成闭合回路
②Cl-向锌盐方向移
动，K+向铜盐方向移动，
使Zn盐和Cu盐溶液一直
保持电中性，从而使电
子不断从Zn极流向Cu极。
盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。
这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary
Cell）
稀硫酸
铜
锌
G
氧化反应
Zn-2
e-
=Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
失e-,沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e-=H2↑
阴离子
阳离子
总反应：
负极
正极
2H++2e-=H2↑
Zn－2e-=Zn2+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(离子方程式）
（化学方程式）
电极反应
正极：
负极：
（氧化反应）
（还原反应）
小结：
