(共35张PPT)
化学反应与热能
第一课时
700多年前，著名的意大利旅行家马克·波罗到过中国，看见中国人烧煤炼铁，这是他生平第一次看到煤做燃料，马克·波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。书中写到，中国有一种黑色石头，能燃烧，着起火来像火柴一样，而且终夜不灭。现代科学可以这样解释，煤中含有大量的碳，燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来？它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温条件提供的热能在石灰石的分解中有什么作用？请随我一起学习化学能与热能。
化学变化的特征:
化学变化中除有新物质生成外，常伴随着放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发生。
一是制取新物质；
二是利用反应中的能量。
我们利用化学反应可以：
实验
实
验
操
作
试管中加入2
mL
2
mol·L-1盐酸,并用温度计测量其温度,再向试管中放入打磨过的镁条
将20
g
Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10
g
NH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,玻璃片盖上烧杯
一、
化学反应与能量
实
验
装
置
实
验
现
象
有刺激性气味气体产生,用手触摸杯壁下部,烧杯壁_____,试着用手拿起烧杯,________________
镁条逐渐溶解,有气泡产生,温度计的示数升高
变凉
木片黏在烧杯上
实验
结论
该反应_________
该反应_________
化学反应发生时伴有_________________
放出热量
吸收热量
热量的释放和吸收
根据上述两个反应、以及学过的其他化学反应和生活
经验，说明化学反应发生的过程中伴随有能量的变化:
有的化学反应放热，化学能转化为热能；
有的化学反应吸热，热能转化为化学能。
释放热量的化学反应，叫放热反应
吸收热量的化学反应，叫吸热反应
【思考】冬季生活中常常采用下列方法获得热量:
①烧炭取暖;②用电暖器取暖;③天然气壁挂炉取暖;④空调取暖;⑤地下水循环取暖等,都属于放热反应吗?
提示:①③属于。发生化学反应时释放热量才是放热反应,①③分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应。②④是电能转化为热能;⑤只是热量的交换。
二、化学反应中能量变化的原因——微观角度
(1)化学反应的实质
是原子的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成过程。
(2)化学反应中能量变化的原因
①原因
H2O
H2O
H2
H2
O2
2H2O
通电
2H2↑+O2↑
反应物
原子拆分，旧键断裂
原子结合，新键形成
生成物
化学反应的过程
吸收能量
放出能量
化学反应中能量变化的主要原因:
就是化学键的断裂与形成
计算分析:
化学键
反应中能量变化
1
mol化学键
反应中能量变化
H—H
吸收436
kJ
共吸收679
kJ
Cl—Cl
吸收243
kJ
H—Cl
放出431
kJ
共放出862
kJ
结论
679
kJ-862
kJ=-183
kJ,即反应放出
183
kJ热量
H
·
··
·
Cl
··
：
＋
→
Cl
··
··
H
··
··
H2
+
Cl2
=
2HCl
H—H
Cl
—Cl
H—Cl
断开
断开
点燃
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
形成
化学反应中能量变化的主要原因
H
·
··
·
Cl
··
：
＋
→
Cl
··
··
H
··
··
H2
+
Cl2
=
2HCl
H—H
Cl
—Cl
H—Cl
吸收能量
断开
断开
吸收能量
形成
放出能量
点燃
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
从化学键的观点来分析能量的变化
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
吸收能量
放出能量
所以：一个化学反应是否为放热还是吸热取决于什么呢？
取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小
2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度
各种物质都储存有化学能。不同的物质不仅组成不同，结构不同，所包含的化学能也不同。
(1)物质的稳定性与能量的关系
(2)化学反应中能量变化的决定因素(用E表示物质能量)
在化学反应中，物质发生了变化，化学能也随之改变。化学反应过程中吸收或放出能量可形象地表示如下：
反应物的总能量高
生成物的总能量低
生成物的总能量高
反应物的总能量低
放出能量
吸收能量
化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程
结论：化学反应中的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
图示：
反应物的能量
生成物的能量
能量的释放
反应物的能量
生成物的能量
能量的吸收
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的能量
生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的能量
图
2-1
水
能
、
化
学
能
对
比
示
意
图
规律：
（1）如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，就有部分能量以热的形式释放出来；
（2）如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量，才能转化为生成物。
规律
吸热反应和放热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,反之是吸热反应。
(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。
若断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中化学键所放出的总能量,属于放热反应,反之是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应,反之为吸热反应。
(4)根据反应条件判断。凡是持续加热才能进行的反应一般是吸热反应。
特别提醒
(1)三个“不一定”:
①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳和氧气的反应;
②放热反应常温下不一定容易发生,如铝热反应;
③吸热反应也不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化。NaOH固体溶于水是放热过程,但不是放热反应;升华、蒸发、蒸馏等过程是吸热过程,但不是吸热反应。
(3)吸热反应不一定需要加热,放热反应不一定不需要加热
(4)化学变化一定伴随着能量变化,有能量变化不一定是化学变化
易错提醒
1．化学反应中的能量变化决定于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，不取决于部分反应物和部分生成物能量的相对大小。
2．需要加热的化学反应不一定是吸热反应，常温下能够进行的化学反应，也不一定是放热反应。
3．任何化学反应，不是吸热反应，就是放热反应，即任何化学反应过程中都会有能量的变化。
4．切勿把吸热的物理过程或放热的物理过程判断为吸热反应或放热反应。
1.下列说法正确的是( )
A.任何化学反应都伴随着能量的变化
B.H2O(g)→H2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化
C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程
A
【解析】任何化学反应都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,虽然存在能量变化,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,B项错误;化学反应中能量变化的形式有多种,除热能外,还有光能、电能等,C项错误;由图象知,该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该过程中放出能量,D项错误。
2.已知2SO2+O2
2SO3为放热反应,对该反应的下列说法正确的是
( )
A.O2的能量一定高于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.SO2的能量一定高于SO3的能量
D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
B
【解析】因反应2SO2+O2
2SO3为放热反应,所以2
mol
SO2和1
mol
O2的能量和一定高于2
mol
SO3的能量,A错误,B正确,C错误;化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,而断键过程需要吸收能量,故放热反应有些也需要一定条件,该反应是放热的,但需要加热才能发生,D错误。
3.
下列各图中,表示吸热反应的图是
( )
【解析】反应物的总能量小于生成物的总能量则为吸热反应。
A
4.关于吸热反应的说法正确的是
( )
A.凡需加热的反应一定是吸热反应
B.只有分解反应才是吸热反应
C.使用催化剂的反应是吸热反应
D.CO2与CaO化合是放热反应,则CaCO3分解是吸热反应
【解析】反应放热还是吸热与是否加热无直接的关系,与是否使用催化剂也无直接关系,多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,且该反应属于复分解反应,故A、B、C三项错。放热反应的逆过程一定是吸热反应,D正确。
D
随着人们生活节奏的加快,市场上出现了多种类型的“即食饭盒”等快速给食物加热的产品。
下面让我们探究它们的工作原理。
(1)有一“自热米饭”的广告播得很火,它介绍在食用时,将一无色液体加入一白色固体中,放上装米饭的盒子,过几分钟米饭马上就热气腾腾,可以食用了,非常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合?
( )
A.硝酸铵和水
B.浓硫酸和水
C.氧化钙和水
D.固体酒精和水
提示:硝酸铵溶于水吸热,A选项错误;浓硫酸具有腐蚀性,且操作不方便,B选项错误;氧化钙与水反应放出大量的热,C选项正确;酒精溶于水时热效应不明显,D选项错误。
C
(2)目前市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”,其原理是在饭盒底部有两层,一层存放水,另一层存放镁和铁的混合物。使用时打开隔离层,即发生反应:Mg+2H2O====X+H2↑。请根据以上信息回答下列各题:
①该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化?
提示:化学能转化为热能。
②已知X是一种碱,则X的化学式是什么?你推断X的化学式的依据是什么?
提示:根据质量守恒(原子守恒)定律可知X的化学式为Mg(OH)2。
③上述化学反应属于哪种基本反应类型?由该反应可知化学反应发生时都伴随什么变化?
提示:置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的变化和能量的变化。(共29张PPT)
化学反应与电能（第2课时）
“负极出电子，电子回正极”
4、原电池化学反应本质：
氧化还原反应
5、原电池电极名称及确定方法：
负极：还原性相对较强的材料
正极：还原性相对较弱的材料
活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。
①根据电极材料判断
练习：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
负极:
较活泼的金属
正极:
较不活泼的金属或非金属导体
-
+
-
+
-
+
-
+
原电池正负电极的判断方法
③根据电子或电流流动方向判断（外电路）：
电子从负极流出
沿导线
流入正极
电流从正极流出
沿导线
流入负极
e
e
④根据离子的定向移动方向（内电路）
阳离子向正极移动
阴离子向负极移动
②根据电极反应判断
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
⑥根据现象判断
电极不断溶解：负极
有气泡冒出、有固体析出：正极
⑤根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2↑
（负极）
（在正极）
特别提示：在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活泼性的相对强弱，还要考虑电解质溶液。
(1)Mg-Al和稀盐酸构成原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。
(2)Al-Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓HNO3，则Cu作负极。
原电池正、负极判断
负极：
正极：
明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的离子是否共存。
若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反应式。
再根据质量守恒和电荷守恒配平。
确保正、负极的得失电子相等后，
总反应式
=
负极反应式
+
正极反应式
电极反应式的一般书写程序:
还原剂—ne-
=
氧化产物
氧化剂
+
ne-
=
还原产物
6、原电池电极反应式的书写
①Al作____极,
②Cu作____极
电极反应式是：
负极
___________________
正极
___________________
总反应式_____________________
例题1：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为稀硫酸
负
正
2Al-6e-=2Al3+
6H++6e-=3H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2
↑(2Al+6H+=2Al3++3H2
↑)
例题2：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为浓硝酸
①
Al作____极
②
Cu作____极
电极反应式是：
负极
___________________
正极
___________________
总反应式_______________________
Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2
↑+2H2O(Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O)
正
负
2NO3-+4H++2e-=2NO2
↑+2H2O
Cu-2e-=Cu2+
①
Al作____极
②
Cu作____极
电极反应式是：
负极
___________________
正极
___________________
总反应式_______________________
例题3：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为NaOH溶液
负
正
2Al-6e-
+8OH-=2AlO2-
+4H2O
6H2O+6e-=6OH-+3H2
↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)
书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的规则（打沉淀符号）；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与电解质溶液有关（如酸碱性，＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）。
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
练习
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.
①
②
③
(×)
(×)
(√)
2H++2e-＝H2↑
负极：
总反应：
正极：
Zn－2e-＝Zn2+
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
⑤
④
(√)
(√)
负极：
正极：
总反应：
正极：
负极：
总反应：
Zn－2e-＝Zn2+
2H++2e-＝H2↑
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
Fe－2e-＝Fe2+
Cu2++2e-＝Cu
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
（氧化反应）
（还原反应）
Zn片：
Zn
－2e-
=
Zn2+
Cu片：2H++2e-
=
H2
↑
电极反应式：
总化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
总反应式：
Zn
+2H+
==
Zn2+
+
H2↑
2e-
7、原电池工作原理：
原电池的工作原理小结
知
识导
学
概念
将化学能转变为电能的装置叫做原电池
Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
实质
化学能转变为电能
构成前提
能自发地发生氧化还原反应
构成条件
①两个电极；
②电解质溶液；
③构成闭合回路
电极构成
正极、负极
Zn：负极 Cu：正极
电极反应
负极：失去电子，发生氧化反应；
正极：得到电子，发生还原反应
负极：Zn失去电子，发生氧化反应；
正极：Cu2＋得到电子，发生还原反应
知
识导
学
电子及电流的流向
外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反；
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由正极流向负极
外电路：电子由Zn极经导线流向Cu极，电流由Cu极流向Zn极；
内电路：SO42－
、OH－移向Zn极(负极)，Cu2＋、Zn2＋移向Cu极(正极)
电极反应式与反应总式的关系
两个电极反应式相加，即得反应总式
负极：Zn－2e－===Zn2＋；
正极：Cu2＋＋2e－===Cu；
总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
工作原理
示意图
【提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。
2.构成原电池的条件
(1)具有活泼性不同的两个电极。
(2)两电极必须插入电解质溶液中。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
小结本节内容
1.原电池是将化学能转化为电能的装置。
3.原电池工作原理口诀
原电池分两极；负氧化正还原；电子由负向正；离子阳正阴负。
4.原电池正、负极的判断方法
首先准确判断元素化合价的变化，然后根据原电池工作原理判断。
化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极；
化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。
5.一般来说，负极质量减小，正极质量不变或增加。
(1)相对活泼性强的金属为负极，另一个为正极
(3)电子由负极流向正极。
(2)发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。
(4)电流由正极流向负极。
(5)阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是(
)
C
A
Zn
Cu
H2SO4
Cu
Zn
A
酒精
A
B
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
C
D
A
Cu
Cu
H2SO4
课堂练习
2、把A,B两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中,结果发现A金属上有气体产生,则下列说法正确的是(
)
A.
A为正极,A较活泼
B.
B为负极,B较活泼
C.
A上发生的是氧化反应
D.
A的质量减小
B
3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
(
D
)
A.
铁圈和银圈左右摇摆不定；
B.
保持平衡状态；
C.
铁圈向下倾斜；
D.
银圈向下倾斜；
4.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是(
)
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
B
5.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的
PH(
)
A.不
B先变大后变小
C逐渐变大
D.逐渐变小
C
6.一个电池反应的离子方程式是
Zn+Cu2+=Zn2+
+Cu,
该反应的的原电池正确组合是(
)
C
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
7、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（
）
A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液
A
C
A
B
D(共19张PPT)
第一节
化学能与热能
教师：bangde
学习目标
1．知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的
主要原因。
2．知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低是反
应过程中能量变化的决定因素。
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
请思考：
不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？产生的热能来自哪里？
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程。
1、化学反应的本质是什么？
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣H
·
··
·
Cl
··
：
＋
→
Cl
··
··
H
··
··
H2
+
Cl2
==
2HCl
H—H
Cl
—Cl
H—Cl
断开
断开
点燃
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
形成
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
2、化学反应中能量变化的主要原因---微观角度
H
·
··
·
Cl
··
：
＋
→
Cl
··
··
H
··
··
H2
+
Cl2
=
2HCl
H—H
Cl
—Cl
H—Cl
吸收能量Q吸
断开
断开
吸收能量Q吸
形成
放出能量
Q放
点燃
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
计算公式：△Q=Q(吸）-
Q(放）
△Q>0吸收能量
△Q<0放出能量
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣实验测得，在25℃,101KPa条件下，将1molH2(H-H)变为2molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子变成1molH2(H-H)放出436kJ能量，这个能量就是
H-H的
键能
。
某些化学键的键能：
键能越大,化学键越牢固，含该键的分子越稳定，该物质能量越低。
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
思考1、
在反应H2
+
Cl2
＝
2HCl中，已知H－H
键能为436
kJ，Cl－Cl键能为247
kJ，H－Cl键能为431
kJ，判断该反应是
反应
放热
请思考！
(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436
kJ＋247
kJ＝683
kJ，
(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431
kJ＋431
kJ＝862
kJ，
(3)反应中放出的热量的计算：
862
kJ
-
683
kJ=179
kJ
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
思考2、
2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量变化？多少？
（已知：H-H键能是436KJ/mol，O=O键能是496KJ/mol，H-O键能是463KJ/mol）
放出484KJ的能量
思考3
下列变化过程中，需吸收能量的是（
）
A．H＋H→H2
B．H＋Cl→HCl
C．I2→I＋I
D．C＋O2→CO2
C
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
分析化学反应
反应物的总能量
>
生成物的总能量：
放出能量
2、化学反应中能量变化的决定因素------宏观角度
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣
分析化学反应
反应物的总能量
<
生成物的总能量
:吸收能量
结论：化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
化学反应的过程，可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程
江西省鹰潭市第一中学
桂耀荣思考4、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（
）
A.
A的能量一定高于C
B.
B的能量一定高于D
C.
A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D.
该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
C
亲！你有啥收获
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学反应的本质:
2、能量变化的主要原因（微观角度）
4、能量变化的决定因素（宏观角度）：
反应物总能量>生成物总能量：反应
能量；
反应物总能量<生成物总能量：反应
能量。
结论：化学反应中的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
放出
吸收
旧化学键断裂和新化学键形成
化学键的断裂和形成
计算公式：△Q=Q(吸）-
Q(放）
△Q>0吸收能量
△Q<0放出能量
3、键能越大,化学键越
，含该键的分子越
，该物
质能量：
牢固
稳定
越低
1.吸收能量的反应一定是(
)
A.释放能量
B.贮存能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应物的总能量等于生成物的总能量
B
学以致用
2、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，
破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，
破坏1molO
=
O键消耗的能量为Q2kJ，
形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是（
）
A.
2Q1
+
Q2
>
4Q3
B.
2Q1
+
Q2
<
4Q3
C.
Q1
+
Q2
<
Q3
D.
Q1
+
Q2
=
Q3
B
3、下列说法中正确的是（
）
A.
物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.
所有物质的内部都“储存”有能量，而
且这些能量都是相等的
C.
在一个确定的化学反应关系中，反应
物的总能量总是高于生成物的总能量
D.
化学反应的过程实质是断开旧化学键
形成新化学键的过程
AD
C
谢谢大家！(共28张PPT)
化学反应与电能（第3课时）
1．加快氧化还原反应的速率
(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。
(2)实例：如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，用粗Zn产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2的速率加快。如果用纯Zn，可以在稀H2SO4溶液中加入少量CuSO4溶液，也同样会加快产生H2的速率，原因是Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋，Zn和生成的Cu在稀H2SO4的溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生H2速率加快。
三、原电池原理的应用
1.将等质量的两份锌粉a、b分别放入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图像表示如下，其中正确的是( )
D
解析 等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，b中只发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。由于a中置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。综上分析，D项正确。
2.100
mL
2
mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量的6
mol·L－1的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量的蒸馏水
D．加入适量的氯化钠
解析 A项能加快反应速率，但生成氢气的总量会增加；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu—Zn原电池，加快了反应速率且生成氢气的总量不变。
B
A．两圈仍保持平衡
B．有气泡产生，两圈摇摆不定
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
3．如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是( )
D
解析 首先铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，其次是铁圈和银圈直接相连，电子可顺利传递，故该装置构成了原电池。负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。由于铁溶解，铁圈质量减轻，生成的铜附着在银圈上，银圈质量增加。
2．判断金属的活动性强弱
(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。
(2)实例：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，活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。
1、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
练习
C
因为X置换出Z,所以金属性Ｘ＞Ｚ
负极的金属较活泼,所以Ｙ＞Ｘ
2、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
3.已知四种金属A、B、C、D，根据下列事实：①A＋B2＋===A2＋＋B；②D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑；③以B、C为电极与C的盐溶液组成原电池，电极反应为C2＋＋2e－===C，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、C2＋的氧化性强弱关系是( )
A．D2＋>A2＋>B2＋>C2＋
B．A2＋>B2＋>D2＋>C2＋
C．D2＋>C2＋>A2＋>B2＋
D．C2＋>B2＋>A2＋>D2＋
解析 由①知，A比B活泼；由②知，D的活泼性较强，能置换出H2O中的氢，故D的活泼性大于A；由③知，B作负极，活泼性大于C，则金属的活动性顺序是D>A>B>C，而金属单质的还原性越弱，其阳离子的氧化性越强，故D正确。
D
3、保护金属设备
(1)原理：使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。
(2)实例：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，所以经常在船体外壳焊接比铁活泼的锌。
4、设计原电池
已知一个氧化还原反应，分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
以Fe+CuSO4====FeSO4+Cu为例
步骤
实例
将反应拆分
为电极反应
负极反应
Fe-2e-====Fe2+
正极反应
Cu2++2e-====Cu
步骤
实例
选择电极
材料
负极:较活泼金属,一般为发生氧化反应的金属
Fe
正极:活泼性弱于负极材料的金属或石墨
Cu或C
选择电解质
一般为与负极反应的电解质
CuSO4溶液
步骤
实例
画出装置图
特别提示：在设计原电池时，若给出的是离子反应方程式，如：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，此时电解质不确定为具体的物质，只要是可溶性铜盐即可，如CuCl2、CuSO4等。同时画出原电池装置图时，必须符合原电池组成的三大要素。
原电池的设计方法
(1)找：找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。
(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。
(3)定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。
(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。
规律方法
“设计原电池”思维流程如下:
【误区警示】设计原电池装置的两个易错点
(1)能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还原反应,吸热反应不可能将化学能转化为电能。
(2)设计原电池时,负极材料确定之后,正极材料的选择范围较广,只要合理都可以。
2.下列四个化学反应中，理论上不可设计成原电池的是( )
A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
B．2H2＋O2点燃=====2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
D
解析 A、B、C三项都是氧化还原反应，都可以设计成原电池，D项不是氧化还原反应，不能设计成原电池。
1.某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符合的原电池是( )
①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
A．①②
B．②③
C．③④
D．②④
解析 根据电池反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或导电非金属作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。③④不符合。
C
2.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
D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动
D
解析 铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A正确；a和b用导线连接后，构成原电池，其中Fe作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B正确、D错误；无论a和b是否连接，铁都被氧化生成Fe2＋，C正确。
(1)该电池的负极材料是 ,正极材料是 ,电解质溶液是 。?
(2)在外电路中,电流方向是从 极到 极。?
(3)正极反应的产物为 ,正极上出现的现象是 ;?
负极反应的产物为 ,负极上出现的现象是 。?
解析:反应Cu+2Ag+
2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被还原,所以需用Cu棒作负极,正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属,如Ag等,正极也可选用石墨电极;电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极,正极发生还原反应,产物为Ag,电极变粗;负极发生氧化反应,产物为Cu2+,负极Cu棒溶解。
答案:(1)Cu 石墨(或Ag) AgNO3溶液
(2)正 负 (3)Ag 电极变粗 Cu2+ Cu棒溶解
7月1日是中国共产党的生日,从2019年起,每年的7月1日还多了一重含义:国际航标协会第13届全会确定,自2019年起将每年的7月1日设立为“世界航标日”,让更多人了解航标在保障船舶安全航行中起到的重要作用。
2019年世界航标日的主题是海上航标——成功的航行,可持续发展的地球。青岛庆祝首个“世界航标日”,首次面向全国启动灯塔开放季。我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极,海水为电解质溶液,电池总反应为4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3。可用作灯塔所需的电池。
(1)铝板在该电池中作什么极?发生什么变化?
提示:负极逐渐被消耗。根据电池反应可知,铝被氧化,发生氧化反应,是负极,电池工作时铝板逐渐被消耗,转化成氢氧化铝。
(2)铂电极作什么极?在该电极上发生反应的物质是什么?
提示:根据电池反应可知,正极发生还原反应的物质是氧气,铂电极作正极,本身不参与反应。
(3)在灯塔的使用过程中存在什么能量的转化?
提示:化学能转化为电能,电能转化为光能。(共40张PPT)
化学反应与电能（第4课时）
发展中的化学电源
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
化学电池的分类
一次电池（干电池）：电池消耗到一定程度，就不能使用；
二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电重新使用；
燃料电池：一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
1.干电池(一次性电池)
电极:Zn为负极,碳棒为正极
电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。
电极方程式：
负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋
正极(C)：2MnO2
+
2NH4+
+
2e-=
Mn2O3+2NH3+H2O
(1)锌锰干电池
特点：放电后不能充电,便于携带,价格低
(2)碱性锌锰干电池
随着用电器朝着小型化、多
功能化发展的要求，对电池的发
展也提出了小型化、多功能化发
展的要求。
体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解质溶液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。
碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。
碱性电池
电解液:
中性NH4Cl→碱性KOH（离子导电性更好）
负极：锌片→锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电
碱性锌-锰干电池
（3）纽扣电池
负极：
Zn+
2OH-
-2e-
=ZnO+H2O
正极：
Ag2O+
H2O
+2e-
=2Ag+
2OH-
总反应：
Ag2O+
Zn
=ZnO+
2Ag
电极反应：
用途：电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等
所需电流是微安或毫安级的。
2.二次电池也叫充电电池
充电电池又称二次电池。可充电电池是两极都参加反应的电池。这是一种发展较快的原电池，如铅蓄电池、银锌电池、（纽扣电池）、锂电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是较活泼的金属，正极一般是金属氧化物。放电时，负极被氧化。正极材料的氧化物被还原，充电时的电极反应与放电时相反。电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属于二次电池。。
充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。
化学能
放电
充电
电能
用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。
铅蓄电池：最早使用的充电电池。
（1）铅蓄电池
特点：铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。
铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的
，负极板是海绵状的
，两极均浸入
溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
负极：
正极：
放电总反应式：
⑴铅蓄电池
PbO2
金属铅
硫酸
Pb+SO42—
—2e—
=PbSO4
PbO2+4H++SO42—
+2e—
=
PbSO4+2H2O
Pb+
PbO2+2H2SO4=
2PbSO4+2H2O
当硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为：
阳极：
阴极：
充电总反应式：
铅蓄电池放电和充电总反应式：
PbSO4+2H2O—2e—=PbO2+4H++SO42—
PbSO4
+2e—
=
Pb+SO42—
2PbSO4+2H2O=
Pb+
PbO2+2H2SO4
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
放电
充电
（2）
镍镉电池
特点：体积小，便于携带。可重复使用500
次以上。寿命比铅蓄电池长。
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
H2+NiO(OH)2
Ni(OH)2+H2O
。
放电
充电
镍
镉
电
池
电极反应（KOH为电解液）
用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、
电动剃须刀等。
2NiO(OH)
+
2H2O
+
Cd
2Ni(OH)2+
Cd(OH)2
放电
充电
(3)镍氢电池
负极：
正极：
放电总反应式：
H2
+2OH—
—2e—=
2H2O
2NiO(OH)
+2H2O
+2e—
=
2Ni(OH)2
+2OH—
H2
+
2NiO(OH)
=
2Ni(OH)2
锂电池
锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、可移动电话、摄象机等低功耗电器的主流电源。
锂电池
锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。
（4）锂电池
以锂为负极的非水电解质电池有几十种，其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池，这种电池以片状金属及为负极，电解活性MnO2作正极，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液
：
负极：Li
－
e
＝
Li+
正极：MnO2
＋
e
＋
Li+
＝
LiMnO2
总反应：
Li＋
MnO2＝
LiMnO2
3.发展中的燃料电池
它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。
(例如：H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池)
小型高性能燃料电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
⑴氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为铂电极，活性炭电极，电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
负极：
正极：
放电总反应式：
2H2
+4OH—
—4e—=4H2O
O2+2H2O+
4e—=
4OH—
2H2
+
O2
=
2H2O
若电解质溶液为稀H2SO4
负极：
正极：
放电总反应式：
2H2—4e—=4H+
O2+
4H+
+
4e—=
2H2O
2H2
+
O2
=
2H2O
⑵甲烷氧气燃料电池
该电池用铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气
负极：
正极：
放电总反应式：
CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O
2O2+4H2O+8e—=
8OH—
CH4+
2O2+2KOH
=K2CO3
+3H2O
⑶Al—空气—海水电池
负极：
正极：
放电总反应式：
4Al
—12e—
=
4Al3+
3O2+6H2O+12e—=
12OH—
4Al
+
3O2+6H2O=
4Al(
OH)3
（4）固体燃料电池
介质
电池反应：
2H2
+Ｏ２
=
2H2O
负极
正极
负极
正极
2H2
-
4e-
=
4H+
O2
+
4H+
+
4e-=
2H2O
2H2
-
4e-
+2O2－=
2H2O
O2
+
4e-=
2O2－
其他电池
空气电池
1.几种电池的特点
2.化学电源满足的一般规律
(1)化学电源就是把化学能转变成电能的装置,但实际工作时,化学能不可能完全转变成电能,有一部分化学能会转化成热能等其他形式的能量。
(2)电源的负极反应是还原剂失去电子发生氧化反应,负极是电子流出,电流流入的一极;电源的正极反应是氧化剂得到电子发生还原反应,正极是电子流入,电流流出的一极。
(3)电子只通过导线,不通过溶液,溶液中是带电离子定向移动形成电流。
发展中的化学电源
一次性电池——干电池
二次电池（充电电池）
燃料电池
普通锌锰电池
碱性锌锰电池
铅蓄电池
镍镉充电电池
锂电池
氢氧燃料
CH4燃料电池
小结
1.锂离子电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂离子电池，某种锂离子电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C．Li是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO2－
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
B
解析 根据总反应式可判断Li被氧化，为负极材料，其失电子成为
Li＋，正极放电的为MnO2。
2.日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH4＋＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能反应生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是( )
①锌为负极，石墨为正极 ②干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 ③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极 ④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出而腐蚀用电器
A．①③
B．②③
C．③④
D．①④
D
解析 由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，可判断出①正确；干电池只能实现化学能向电能的转化，②错误；在外电路中，电子从负极流向正极，③错误；长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，容易流出而腐蚀用电器，④正确。
3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法中不正确的是( )
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强
D．溶液中的OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析 根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，分析各物质化合价发生的变化可知，Zn在负极上反应，Ag2O在正极上反应，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，这样，在负极区因OH－被消耗，碱性减弱，溶液的OH－定向移动到负极，正极区生成OH－，碱性增强。
D
4.下列说法中正确的是( )
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部 ②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池 ③锂电池是新一代可充电电池 ④燃料电池作为汽车驱动能源已研制成功
A．②③④
B．①②③④
C．①②③
D．①③④
B
解析 燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别就在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。
5.下列说法正确的是( )
A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应基础是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
解析 碱性锌锰干电池是一次电池，燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池，铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。
C(共30张PPT)
化学反应与热能
第二课时
二：化学能与热能的相互转化
1．两条基本的自然规律
(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，
保持不变。
(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的
不变。
2．化学能与热能的相互转化
(1)吸热反应和放热反应
①吸热反应：
吸收热量的化学反应。
②放热反应：
放出热量的化学反应。
放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
宏观
解释
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
微观
解释
生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
吸热反应与放热反应的比较
1.放热反应和吸热反应
图示
实例
NaOH＋HCl===
NaCl＋H2O
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===
BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
大部分化合反应
酸碱中和反应
金属与酸或水的置换反应
可燃物的燃烧反应
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
大部分分解反应
缓慢氧化还原反应（食物腐败、铁的生锈、葡萄糖体内氧化）
C+CO2==2CO
△
C+H2O==H2+CO
高温
CuO+H2
==
Cu+H2O
△
【规律方法】放热反应和吸热反应判断“四"方法
(1)依据反应条件判断。通常需要持续加热的反应为吸热反应。
(2)依据能量变化图象判断。反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应。
(3)依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断。如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应。
(4)经验判断法:根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断。
能量和动力
能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。
三、化学能的应用
16.6%
2.1%
5.1%
76.2%
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
常见的能源主要有以下十种:
太阳能、化石能源、水能、
风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以
及氢能。
社会发展与能源利用
人类利用能源的三个阶段
柴草时期
中国古代制陶图
化石能源时期
多能源结构时期
1.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
(1)一是其短期内不可再生,储量有限;
(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
2.在燃料利用过程中,节能的主要环节:
(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率;
(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能量利用率。
3.新能源
(1)特点:资源丰富、______________________。
(2)人们比较关注的新能源:_____能、___能、地热能、海洋能和___能等。
可以再生,对环境无污染
太阳
风
氢
[思考]1.有化学键断裂的变化一定是化学变化吗？
[提示] 有化学键断裂的变化不一定是化学变化。如:HCl溶于水时,在水分子的作用下,H—Cl键被破坏,但是无新化学键的生成,不是化学变化。
2.放热反应是否一定不需加热？吸热反应是否一定必须加热？
[提示] 根据2Na＋O2△(=====)Na2O2和NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应可知,放热反应可能需要加热,吸热反应也可能不需加热。因此化学反应是吸热还是放热与反应条件无关,而是决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
3.(1)物质发生化学反应都伴随着能量的变化,那么有能量变化的物质变化一定是化学变化吗？
(2)化学反应中的能量变化是否只表现为热量的变化？
[提示] (1)不一定。物质发生物理变化时也会伴有能量变化。如浓硫酸的稀释、氢氧化钠的溶解、冰融化成液态的水等都有能量的变化。
(2)不是。化学反应中一定有能量的变化,通常表现为热量的变化,但也可能有其他的能量形式,如电能或光能等。
【思考】2019中国(山西)国际清洁能源博览会于2019年6月28日上午在太原开幕。
本次展会以“清洁低碳、绿色发展”为主题,聚焦煤炭清洁利用、新能源、储能、节能环保等领域,展示新技术新产品新应用,搭建中西部清洁能源及设备供需平台,促进煤改电、煤改气、煤改清洁采暖在中西部的实施,加强雾霾的治理,有效改善呼吸环境。
(1)提高燃料的燃烧效率应该从哪些方面考虑?
提示:使燃料与氧气充分接触,如将煤粉碎、液化和气化;通入充足的氧气。
(2)日常生产、生活中常常采用下列能源:
①煤;②石油;③天然气;④太阳能;⑤水能;⑥氢能;⑦核能;⑧风能;⑨地热能等,属于清洁能源的有哪些?
提示:④⑤⑥⑦⑧⑨。清洁能源即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它包括核能和可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、水能、生物能(沼气)、地热能(包括地源和水源)、海潮能等能源。
1.下列变化过程需要吸收能量的是( )
A.氢气球遇火发生爆炸
B.向污染的河水中投放生石灰
C.
D.
D
解析 氢气的燃烧爆炸、CaO与水的反应、形成化学键的过程都要放出能量，断裂化学键时需要吸收能量。
2.现在人类直接利用的主要化石能源是( )
A.太阳能
B．核能
C．氢能
D．煤
D
解析 化石能源包括石油、煤和天然气。
A.为放热反应
B．为吸热反应
C.属于燃烧反应
D．属于中和反应
3.如图为某化学反应的能量—反应进程图，由此可判断该反应( )
B
解析 由图像可知该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。
4.下列有关能量转化的认识不正确的是( )
A.通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能
B.人类使用照明设备，将电能转化为光能
C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧，只是将化学能转化为了热能
D
解析 A项，植物的光合作用是在太阳光作用下合成了新物质，太阳能转化为化学能，正确；B项，人类使用照明设备照明是电能转化为光能，正确；C项，生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效，正确；D项，燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应，反应过程中可产生光能、热能等，错误。(共63张PPT)
化学反应的
速率和限度
化学反应有快有慢：
HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O
千分之一秒即完成
H2＋Cl2＝2HCl
百分之一秒即完成
救心丹
几分钟见效
钢铁腐蚀
若干年
煤、石油等化石燃料的形成
几千万年以上
1、定义：用来衡量反应进行快慢的物理量
化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物的物质的量浓度的减少量或生成物的物质的量浓度的增加量来表示。
2、计算式:
一、化学反应速率
(物质的量浓度)
例
1、在
N2
+
3H2
2
NH3反应中，自开始至２秒，氨的浓度由０变为0.
6
mol/L，则以氨气表示的化学反应速率是多少？
=
0.3mol/(L·s)
v
(NH3)
=
△c
(NH3)
△t
=
(0.
6
–
0
)mol/L
2s
问题1：
v（N2）=
v（H2）=
问题2：此反应化学反应速率用不同物质表示为什么数值不同？数值上有何规律？
3、化学反应速率的特点—
①同一反应，可用不同物质在单位时间
内浓度的变化来表示，但必须指明是
用哪种反应物或哪种生成物来表示。
②用不同物质在单位时间内浓度变化表
示时，数值不同，但意义相同。速率比等于方程式中的系数比
③均取正值，且是某一段时间内的平均速率。
④不能用固体或纯液体的浓度变化来表示速率
⑤浓度指物质的量浓度，单mol/(L·s)mol/(L·min)
练习
2、向一个容积为1L的密闭容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定条件下反应,2S末,测得容器内有0.8moLSO2,求2S内SO2,O2,SO3的反应速率和反应速率比.
练习3
在一定条件下，mA+nB=pC的反应中，各物质的化学反应速率为V(A)=amol·L-1·s-1,
V(B)=a/2mol·L-1·s-1,
V(C)=amol·L-1·s-1,
则该反应的化学方程式是
。
2A+B=2C
练习4
则该反应速率的快慢顺序为:
反应
A
+
3B
=
2C
+
2D
在四种不同条件下的反应速率为：
(1)ν(A)=0.3mol/(L·s
)
(2)
ν(B)=0.6mol/(L·s)
(3)
ν(C)=0.4mol/(L·s)
(4)
ν(D)=0.45mol/(L·s)
(1)>(4)>(2)=(3)
⑥反思:比较反应的快慢,应取同一参照物
在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相
同)的下列金属与足量1mol/L
盐酸反应时,
速率最快的是
A
镁
B
铝
C
钠
D
铁
二、影响化学反应速率的因素
§（一）化学反应速率是由反应物的性质决定的;
内因是主要因素
（二）外因因素:
实验2－5
现象
结论
热水中
常温
溶液中产生气泡速
率较快
冷水中
溶液中产生气泡速
率较慢
溶液中产生气泡速
率很快
升高温度，
反应速率增大
降低温度，
反应速率减小
2H2O2
=
2H2O
+O2
规律：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。
实验测得，温度每升高10度，化学反应速率通常
增大原来的2～4倍。
注意：温度对反应速率的影响不受反应物状态的
限制。
对于可逆反应，改变温度正逆反应速率都变。吸热一方变化大
（1）温度对化学反应速率的影响
实验2－6
现象
结论
加入MnO2
加入FeCl3
不加其他试剂
气泡冒出速率增大
气泡冒出速率增大
有气泡冒出，较慢
MnO2能加快
反应速率
FeCl3能加快
反应速率
无催化剂
反应较慢
外因因素:
规律：催化剂能改变化学反应的速率。
①有的催化剂能加快化学反应的速率，叫正催化剂；有的催化剂能减慢化学反应速率，叫负催化剂。在实践中，如没有特殊说明，凡说催化剂都是指正催化剂。
②催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏，这种现象叫催化剂中毒。
③催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一样。
④催化剂对于可逆反应能同等程度改变正逆反应速率
（2）催化剂对化学反应速率的影响
规律：①当其它条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。②改变固体或纯液体用量对速率无影响③对于可逆反应增大反应物或生物的浓度，化学方应速率都增大
（3）浓度对化学反应速率的影响
规律：当其它条件不变时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大。减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢。
（4）固体反应物的表面积对化学反应速率的
影响
（5）
压强的影响：
对于有气体参加的化学反应，增大压强一般可以减小气体的体积，从而使反应物的浓度增大，因此，也可以增大反应速率。
（三）、有关化学反应速率的计算
例1、反应N2＋3H2＝2NH3在2L的密闭容器中发生反应，5min内NH3的质量增加了1.7g
求ν（NH3）、
ν（N2）、
ν（H2）。
A、据公式计算
B、据关系式计算
各物质的速率之比等于方程式计量数之比
据系数比求其他物质的速率
练习5、在2L的密闭容器中，发生下列反应：
3A(g)+
B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A
和B
都是4mol，在前10s
A
的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量为
。
3.2mol
6、某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析：
1、反应开始2min内的X、Y、Z的化学反应速率
2、该反应的化学方程式为：___________。
7、把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产
生氢气的速率变化如图,分析其原因:
8、为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制如图曲线。请分析讨论以下问题。
（1）在0～t1、t1～t2、t2～t3各相同的时间段里,反应速率最大的是__________时间段，收集到气体最多的是_________时间段。
（2）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因(该反应是放热反应)。
（3）在t4后，为什么收集到的气体的体积不再增加？
⑵开始时C(H+)大,该反应的反应速率大;
t1—t2由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.
9、练习：在25℃时，向100mL含HCl
14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：
(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为
；
(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为
；
(3)前2s与后4s比较，反应速率
较快，其原因可能
。
0.25mol/L·s
0.25mol/L·s
前2s
前2s时段盐酸浓度比后4s时段大
小结：
1、化学反应速率及其表示方法：
数学表达式为：
可用不同反应物或生成物来表示
一般不用固体和纯液体来表示浓度
2、有关化学反应速率的计算
A、据公式计算
B、据关系式计算
C、比较反应速率的快慢
ν(B
)
＝
△C
△t
B
３、外界条件对化学反应速率的影响
主要外因：浓度
温度
催化剂
；
还有压强
固体的表面积
反应物的状态等
第三节
化学反应的
速率和限度
第二课时
我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？
§
氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个可逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。
氯水的成份：
分子：Cl2
、HClO
、H2O
离子：H+
、
Cl-
、ClO-
等
Cl2
能
与H2O发生可逆反应：
Cl2
+
H2O
HClO
+
HCl
H2
+
I2
2HI
正反应
逆反应
（复习）什么叫做可逆反应？
在同一条件下,既向正反应方向进行,
同时又向逆反应方向进行的反应.
典型的可逆反应有:
Cl2
+
H2O
HClO
+
HCl
N2+3H2
2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2
2SO3
催化剂
高温
SO2
+H2O
H2SO3
NH3
+H2O
NH3
·H2O
启示:化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。
≒
2NO2
课堂练习1:
下列不属于可逆反应的是（
）
A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B.N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同
时NH3又可以分解为N2和H2
C.电解水生成H2和O2，H2和O2转化成H2O
D.SO2溶于水和H2SO3分解
C
N2
+
H2
NH3
在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和
3mol
H2
(合适催化剂)，能发生什么反应？
（1）开始时c(N2)
、c(H2)大，
c(NH3)
=0
开始阶段有什么特征？
只有正反应，v(逆)=0
催化剂
N2
+
3
H2
2NH3
高温
N2
+
H2
NH3
（2）瞬间后c(N2)
、c(H2
)变小
,
c(NH3)≠0
瞬间过后有什么特征？
正逆反应都进行，v(逆)
≠0，v(正)>
v(逆)
（3）c(N2)
、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，
三种物质的浓度达到一个特定值。
一定时间段内有什么特征？
v(正)=
v(逆)
≠0
N2
+
H2
NH3
由于v(正)=
v(逆)
≠0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.
从外表上看，反应好象“停止”。
可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
(1)0~t1：v(正)>v(逆)
(2)t1：
v(正)=v(逆)
平衡状态
N2+3H2
2NH3
催化剂
高温高压
交流与讨论
1、定义
在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态。是反应所能达到的最大程度，即该反应进行的限度
前提（适用范围）：可逆反应
内在本质：v(正)=
v(逆)
≠0
外在标志：反应混合物中各组分
的浓度保持不变
二、化学平衡状态
2、化学平衡状态的特征
(３)动：动态平衡（v(正)=
v(逆)
≠0）
(2)等：v(正)=
v(逆)
同种物质的消耗（或分解）速率和生成速率相等
(４)定：反应混合物中各组分的浓度保持 定，各组分的含量保持不变，质量、物质的量不变。
(５)变：条件改变，原平衡被破坏，在新
的条件下建立新的平衡。
(１)逆：只对于可逆反应
此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?
此时的反应是否停止了？
此时为何3种物质的浓度保持不变?
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2
2SO3
△
催化剂
时间
（min)
物质的量
浓度(mol/L)
0
10
20
30
40
50
60
70
SO2
1
0.7
0.5
0.35
0.2
0.1
0.1
0.1
O2
0.5
0.35
0.25
0.18
0.1
0.05
0.05
0.05
SO3
0
0.3
0.5
0.65
0.8
0.9
0.9
0.9
练习
1、可逆反应达到平衡的重要特征（ ）
A.反应停止了
B.正、逆反应速率都为零
C.反应物和生成物的浓度相等
D.正、逆反应的速率相等
D
2、对于可逆反应M＋N
Q达到平衡状态时，
下列说法正确的是（
）
A.
M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B.
M、N全部变成了Q
C.
M、N、Q的浓度都保持不变
D.
反应已经停止
C
3、下列说法可以证明反应N2+3H2
2NH3
已达平衡状态的是
(
)
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成
A、C
随堂练习
5、在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)
达到平衡的标志是（ ）
A. A的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成nmolA,同时生3nmolB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2
C
4、14CO2
+
C
CO，达到化学平衡后，
平衡混合物中含14C的粒子有
。
14CO2、14C、14CO
3、化学平衡状态的判定
对于可逆反应m
A(g)
n
B(g)
+
p
C(g)
在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志
(1)A的生成速率和分解速率相等
(2)单位时间生成n
mol
B和p
mol
C的同时，生成m
mol
A
（3）A、B、C的物质的量不再改变
（4）A、B、C的浓度不再改变
（5）A、B、C的百分含量不再改变
直接依据
间接标志：总的物质的量、压强、密度、颜色
练习
1、N2+3H2
2NH3反应达到平衡时，下列说法正确的是（
）
A、N2和H2不再化合了
B、N2、H2、NH3的浓度相等
C、平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后体系的总质量就不再变了
D、N2、H2、NH3的浓度保持不变
D
练习
2、在一定温度下，可逆反应：
A(g)+3B(g)
2C(g)达到平衡的标志是(
)
A.A生成的速率与C分解的速率相等
B.A、B、C的浓度不再变化
C.单位时间生成n
molA同时消耗3n
molB
D.A、B、C的分子数之比为1：3：2
BC
3.在一定的温度下，可逆反应：A（g）+
3B（g）===
2C（g）达到平衡的标志是
A．C的生成速率与C的分解速率相等。
B．单位时间生成n
molA，同时生成3n
molB。
C．A、B、C的物质的量浓度保持不变。
D．A、B、C的分子数之比为1
：3
：2
。
E．容器中气体的密度保持不变。
F．混合气体的平均摩尔质量保持不变。
G．容器中气体的总压强保持不变。
A、C、F
4、下列说法中可以充分说明反应:
P(气)+Q(气)
R(气)+S(气)
,
在恒温下已达平衡状态的是（
）
反应容器内压强不随时间变化
P和S的生成速率相等
C.
反应容器内P、Q、R、S四者共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
B
6、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(固)+3B(气)
2C(气)+D(气)已达平衡状态的是
(
)
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
BC
7、
在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)
2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是
(
)
①C的生成
速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成
3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑧
B.②⑤⑧
C.①③④⑦
D.②⑤⑥⑧
例一
在密闭容器中充入4mol
HI,在一定温度下,反应
2HI
(g)
H2
(g)+I2
(g)
达到平衡时,有30%的HI分解,则
平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,
混合气体总物质的量为多少?
4、化学平衡计算的一般步骤:
“三步曲”
1.写出有关平衡的化学方程式
2.找出各物质的
起始量
转化量
平衡量
3
根据已知条件列式
反应物的转化率=转化量
/起始量×100﹪
在合成氨工业中,由a
mol氮气,
b
mol氢气混合反应达到平衡,有
c
mol
氨气生成,则氨气在反应混合物中所占的体积分数为
c
/
(a+b-c)
×
100%
第三节
化学反应的
速率和限度
第三课时
定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。
V正≠V逆
V正=V逆≠0
条件改变
平衡1
不平衡
平衡2
建立新平衡
破坏旧平衡
V正=V逆≠0
一定时间
§
影响化学平衡的条件
三、化学平衡的移动
V正
>
V逆
平衡向正反应方向移动
V正
=
V逆
平衡不移动
V正
<
V逆
平衡向逆反应方向移动
探究实验1
FeCl3
+
3
KSCN
Fe(SCN)3
+
3KCl
（黄色）
（无色）
（红色）
（无色）
现象:
向第一支试管里加入几滴
FeCl3
溶液，颜色加深。
向第二支试管里加入几滴
KSCN
溶液，颜色加深。
（1）、浓度对化学平衡的影响
1、浓度对化学平衡的影响
分析
t1
t2
t3
应用
增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动；
结论
在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。
2SO2
+
O2
2SO3
增大反应物的浓度对化学平衡的影响
【思考练习】
1、
FeCl2溶液呈浅绿色，其中存在着下列平衡：Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+
往该溶液中滴加盐酸，发生的变化（
）
(A)
平衡向逆反应方向移动
(B)
平衡向正反应方向移动
(C)
溶液由浅绿色变成黄色
(D)
Fe2+物质的量增大
A
D
（2）、温度对化学平衡的影响
例如：2NO2
2N2O4
+Q
为放热反应
红棕色
无色
结论：其它条件不变的情况下，温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。
（3）催化剂对化学平衡无影响
催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率(V正=V逆)；对化学平衡无影响。
t时间
（b）
V速率
V正
V逆
0
V逆
V正
′
′
催化剂能缩短平衡到达的时间，但不能使平衡移动
2、
压强对化学平衡的影响
4、
压强对化学平衡的影响
[观察实验]：2NO2
N2O4
[思考]：加压前后颜色有什么变化？为什么？
1、在其它条件不变的情况下，
增大压强，平衡向着气体体积缩小的方向移动。
2、对于反应前后气体不变的反应平衡不移动
3、改变压强必须引起气体浓度的变化，使正逆速率不等
[
结论]：
V-t图象
减小压强
增大压强
t1
t2
t
v
v逆
v正
V正
t1
t2
t
v
V逆
化学平衡的移动原理
勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动——勒夏特列原理
减弱这种改变（只是减弱，不是改变）
升高温度、增加反应物、增大压强时，化学平衡分别向吸热反应、反应物减少、体积缩小的方向移动。
合成氨反应3H2+N2
2NH3（放热反应），原平衡体系的温度为50℃，现将体系置于100℃的环境中，
问：（1）平衡向何方向移动？
（2）达平衡后体系温度为多少？
如何提高煤的燃烧效率？
[问题]
1、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？
2、空气用量对煤的充分燃烧有什么影响？为什么？
3、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？
4、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？
四、化学反应条件控制
我们目前使用得最多的燃料是煤、石油、天然气等，它们都是由古代动植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而逐渐形成的。因此，它们被称为化石燃料。这些燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过亿万年才能形成的非再生能源，用一些就会少一些，最终会枯竭。因此，如何来控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，这对于节约能源非常重要。如果我们能把煤等燃料的燃烧利用率提高1倍，就相当于将这些燃料的使用时间延长1倍。当今世界各国能源研究的前沿课题之一，就是如何提高燃烧效率，节约能源。
总起来讲，使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。
燃料燃烧时，如果空气不足，燃烧就不完全，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物质。这些CO及燃烧不完全的颗粒等随烟气排出后，会污染空气，危害人体健康。还应指出，虽然燃烧需要足量空气，但空气的通入量也要控制适当，否则，过量的空气会带走部分热量，同样会造成浪费。
由于大块的固体燃料与空气的接触面有限，燃烧往往不够充分。因此，工业上常需要将固体燃料粉碎，或将液体燃料以雾状喷出，以增大燃料与空气的接触面，提高燃烧效率。例如，我国已开发出新型煤粉燃烧器，煤的燃烧效率可达95％以上。
燃料的充分燃烧
燃料的充分燃烧
煤炭直接燃烧不仅产生大量烟尘，而且煤中所含的硫在燃烧时会生成SO2，这是导致酸雨形成的主要原因之一。因此，发展洁净煤技术、减少污染物的排放、提高煤炭利用率，已成为我国乃至国际上的一项重要研究课题。煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径。一些城市中使用的水煤气或干馏煤气①，它们都是煤经一系列处理后的产物。例如，将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到CO和H2：
固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送。
煤经过处理后，除了可以得到气体燃料外，还可以得到液体燃料，如甲醇等。
C
+
H2O
CO
+
H2(共36张PPT)
化学反应与电能（第1课时）
1.一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量,能量转化过程中要遵循能量守恒定律。
2.化学能是能量的一种形式,你知道化学能的转化形式有热能、光能、电能等。
3.氧化还原反应中氧化剂得到电子,化合价降低,发生还原反应;还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应。
4.氧化还原反应的本质是电子的转移。写出锌和稀硫酸反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目:
水电站
一次能源：直接从自然界取得的能源称为一次能源
一、能源
水能
风能
石油
天然气
原煤
火电站
二次能源：一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
电能
蒸汽
16.6%
2.1%
5.1%
76.2%
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。
二、
化学能转化为电能
1.化学能间接转化为电能
2.关键——燃烧(氧化还原反应)
估计在2050年火电仍居首位
火电，又称为火力发电。那么，火究竟是如何转化为电？
2001年我国发电总量构成图
火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。
(1)火力发电存在几种形式的能量转化?
提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能3种形式。
(2)试分析火力发电有哪些弊端?
提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
化石燃料燃烧
推动蒸汽机
加热水蒸气
带动发电机
化
学
能
热
能
机
械
能
电
能
火力发电工作原理示意图
化石燃料
化学能
燃烧
热能
蒸汽
机械能
发电机
电能
火力发电的化学深层本质分析
燃烧
氧化还原反应
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
火力发电
将化学能经一系列能量转化为电能
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
过程
关键
本质
本质
引起
火电厂
存
在
的
主
要
优
缺
点
排出大量温室气体
排出废气（SO2），可能导致酸雨
产生废渣、废液
能量转化效率低
缺点：煤炭是有限的不可再生资源
优点：廉价、方便、资源丰富
思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式
方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。
思考与交流：在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？
锂电池
干电池
叠层电池
各类电池
纽扣电池
三.化学能直接转化为电能——原电池
(1)实验
实验装置
实验现象
实验结论
______________
_____________
锌与稀硫酸_____,
铜与稀硫酸_______
锌片上有气泡,
铜片上无气泡
反应
不反应
实验装置
实验现象
实验结论
______________
_____________
产生H2(还原反应)
的位置发生了改变
______________
______________
_______________
该装置将_______
转化为_____
锌片上无气泡,
铜片上有气泡
锌片上无气泡,
铜片上有气泡,
电流表指针偏转
化学能
电能
现象
铜片
锌片
电流表
Zn片表面没有气泡产生，锌片溶解
Cu片有气泡产生
电流表指针偏转
结论：
有电流产生
，装置中化学能转化为电能
实验2-4]
实验探究
请将实验现象记录在课本P41表中：
2、定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做原电池。
学与问：根据所了解的电学知识，你知道电子时怎样流动的吗？如何判定装置的正负极？
从能量转变看：原电池是将
能转变为
的装置。
从化学反应看，原电池的原理是
中
失去的电子经过导线传递给
，使氧化还原反应分别在
上进行。
化学
电能
氧化还原反应
还原剂
氧化剂
两个电极
实验探究形成原电池的条件
形成条件一：
活泼性不同的两个电极材料
负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属、石墨等
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极材料需插进电解质溶液中；
实验探究形成原电池的条件
实验探究形成原电池的条件
形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
3.构成原电池的条件
注意:没有氧化还原反应,就不可能有原电池,换句话说常温下能自发进行的氧化还原反应,理论上都可以设计成原电池
构成条件
①有两种活动性不同的金属
②有电解质溶液；
③构成闭合电路；
④能自发进行的氧化还原反应
即：两极一液一连环，负极氧化正极还
或一种金属与一种非金属导体(如石墨)
酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化还原反应
思考
(1)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，插入电解质溶液中就能构成原电池吗？
答：不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的金属②电解质溶液③形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(2)在铜?锌?稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌吗？
答：电子只能在两极和外电路中流动，不能进入溶液，在溶液中是阴阳离子的定向移动。
(3)原电池内部阴、阳离子是如何移动的？原因是什么？
答：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近阴离子数目相对增多，带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。
构成原电池的条件
⑶
有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。
⑵
两电极材料需插入电解质溶液
请判断下列各装置是否是原电池？为什么？
⑴
形成闭合回路
Zn
A
Zn
SO42－
H+
H+
A
Zn
SO42－
H+
H+
C
A
Zn
Cu
煤油
SO42－
H+
H+
SO42—
Zn
H+
H+
Cu
A
(x)
(x)
(√)
(x)
A
Zn
SO42－
H+
H+
木条
(x)
练习1. 下列装置中能够组成原电池产生电流的是( )
B
解析 A项，两个电极都是Cu，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Zn、Cu两个电极分别置于两个分离的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。
练习2. 如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是( )
A．B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu和稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
C
解析 原电池中，一般是负极的较活泼金属失去电子，发生氧化反应，逐渐溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C错误。
练习3. 下列装置中，电解质溶液均为稀硫酸，其中不能构成原电池的是( )
D
解析 由构成原电池的条件可知，D项不能形成闭合回路，所以不能构成原电池。
