福建省福州文博中學(xué)高中化學(xué) 第二章《第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量》課件 魯科版必修2.ppt

第2課時化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量 1 了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式 2 了解原電池的構(gòu)成及工作原理 3 了解原電池原理的應(yīng)用 4 通過化學(xué)反應(yīng)中能量變化的學(xué)習(xí) 了解不同形式的能量的轉(zhuǎn)化對人類生產(chǎn)和生活的影響 一 化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量1 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) 1 吸熱反應(yīng) 反應(yīng)過程中 的反應(yīng) 2 放熱反應(yīng) 反應(yīng)過程中 的反應(yīng) 2 化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式 吸收能量 有能量釋放 3 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 1 演示實(shí)驗(yàn) 有氣泡產(chǎn)生 不斷溶解 發(fā)亮 電流 zn失電子生成zn2 進(jìn)入溶液 h 得電子生成h2逸出 從zn流出經(jīng)導(dǎo)線流入銅片形成電流 2 原電池 概念 的裝置 構(gòu)成 做負(fù)極 做正極 插入 溶液中 用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路 工作原理 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 負(fù)極發(fā)生 反應(yīng) 電子由 通過導(dǎo)線流向 正極發(fā)生 反應(yīng) 使 轉(zhuǎn)化為 3 常見電池 干電池 又稱 蓄電池 又稱 燃料電池 其能量轉(zhuǎn)化率高 對環(huán)境無污染 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 相對活潑的金屬 相對不活潑的 金屬或能導(dǎo)電的非金屬 電解質(zhì) 氧化 負(fù)極 正極 還原 化學(xué)能 電能 一次電池 二次電池 4 化學(xué)能與其他形式能間的轉(zhuǎn)化 1 物質(zhì)燃燒發(fā)光是 轉(zhuǎn)化為 植物的光合作用是 轉(zhuǎn)化為 2 人生命活動所需能量是營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)釋放出來的 開放探究 構(gòu)成原電池的條件有哪些 提示 要有活潑性不同的兩個電極 金屬與金屬 金屬與非金屬 要有電解質(zhì)溶液 構(gòu)成閉合回路 能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 化學(xué)能 光能 光能 化學(xué)能 二 化學(xué)反應(yīng)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用1 確定物質(zhì)的 2 測定物質(zhì)有關(guān)組成的 組成 結(jié)構(gòu) 含量 一 原電池的工作原理及應(yīng)用 1 工作原理 以銅 鋅原電池為例 2 應(yīng)用 1 加快氧化還原反應(yīng)速率如實(shí)驗(yàn)室用zn和稀h2so4 或稀鹽酸 反應(yīng)制h2 常用粗鋅 原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅 稀h2so4形成原電池 使產(chǎn)生h2的速率加快 2 比較金屬的活動性強(qiáng)弱原電池中 一般活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極 活動性弱的金屬為正極 例如 有兩種金屬a和b 用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中 觀察到a極溶解 b極上有氣泡產(chǎn)生 由原電池原理可知 金屬活動性a b 3 設(shè)計(jì)原電池 從理論上說 任何一個氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池 例如 利用cu 2fecl3 2fecl2 cucl2的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池 該原電池的電極反應(yīng)式為 負(fù)極 cu cu cu2 2e 氧化反應(yīng) 正極 c 2fe3 2e 2fe2 還原反應(yīng) a 兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生b 甲燒杯中銅片表面有氣泡產(chǎn)生 乙燒杯中鋅片表面有氣泡產(chǎn)生c 兩燒杯中硫酸的濃度均減小d 甲中銅片是正極 乙中銅片是負(fù)極 名師點(diǎn)撥 甲裝置構(gòu)成原電池 發(fā)生原電池反應(yīng) 乙裝置不能構(gòu)成原電池 發(fā)生置換反應(yīng) 答案 bc 解析 原電池的兩極可以是活動性不同的兩種金屬 也可以一極是金屬 一極是非金屬 如石墨 原電池正極發(fā)生還原反應(yīng) 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 鋅 銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時 鋅和鹽酸反應(yīng)置換氫氣 6 5g鋅溶解時 轉(zhuǎn)移0 2mol電子 可生成0 1mol氫氣 即0 2g 答案 b 二 原電池中正負(fù)極的判斷1 根據(jù)電極材料一般較活潑的金屬為負(fù)極 k ca na太活潑 不能做電極 活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體為正極 2 根據(jù)電流方向或電子流向電流 外電路 由正極流向負(fù)極 電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極 3 根據(jù)溶液中離子遷移方向陽離子移向原電池正極 陰離子移向原電池負(fù)極 4 根據(jù)原電池中反應(yīng)類型正極 得電子 發(fā)生還原反應(yīng) 現(xiàn)象是伴隨著金屬的析出或h2的放出 負(fù)極 失電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 現(xiàn)象則是電極本身的消耗 質(zhì)量減小 該原電池中m棒變粗 n棒變細(xì) 說明原電池反應(yīng)時n棒溶解作負(fù)極 溶液中有金屬析出在m棒上 m棒作正極 a b選項(xiàng)中 電解質(zhì)溶液分別為稀硫酸和稀鹽酸 原電池工作時 不會有金屬析出 c選項(xiàng)正極反應(yīng)為 ag e ag 符合題意 而d選項(xiàng)正極反應(yīng)為 fe3 e fe2 不會有金屬析出 答案 c 解析 形成原電池時作負(fù)極的金屬被氧化 活潑性比正極強(qiáng) a比b強(qiáng) 在原電池中 電流從正極流向負(fù)極 c比d強(qiáng) a c用導(dǎo)線相連后 同時浸入稀h2so4溶液中 c極產(chǎn)生大量氣泡 說明c極為正極 a比c強(qiáng) b d用導(dǎo)線相連后 同時浸入稀h2so4溶液中 d極發(fā)生氧化反應(yīng) d為負(fù)極 d比b強(qiáng) 答案 b 以銅 鋅 稀硫酸構(gòu)成原電池為例 1 2010 濰坊高一質(zhì)檢 下列裝置中都伴隨有能量的變化 其中是由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的是 解析 a項(xiàng) 水在通電時發(fā)生分解反應(yīng)生成氫氣和氧氣 是電解轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b項(xiàng) 風(fēng)能 電能轉(zhuǎn)換成光能 c項(xiàng) 太陽能轉(zhuǎn)換成熱能 d項(xiàng) 化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能 答案 a 2 2011 濟(jì)南高一質(zhì)檢 如下圖所示裝置中 能夠構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是 解析 構(gòu)成原電池的條件有 有較活潑的金屬和相對不活潑的金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬做電極 要有電解質(zhì)溶液 用導(dǎo)線連接兩極 構(gòu)成閉合回路 a項(xiàng)中不具備條件 b項(xiàng)中不具備條件 c項(xiàng)中不具備條件 只有d項(xiàng)具備上述三個條件 答案 d 答案 d 4 某原電池的總反應(yīng)是zn cu2 zn2 cu 該原電池的正確組成是 解析 本題考查的知識點(diǎn)為構(gòu)成原電池的條件 原電池的構(gòu)成條件一般為 兩個活潑性不同的電極 電解質(zhì)溶液 一般與活潑性強(qiáng)的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng) 形成閉合回路 或在溶液中直接接觸 從電極的總反應(yīng)式看 鋅失電子為負(fù)極 cu2 得電子應(yīng)在電解質(zhì)溶液中 選擇一種不活潑的金屬或非金屬做正極 答案 b 5 2011 寧德高一質(zhì)檢 由a b c d四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題 1 裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2 裝置丙中溶液的h 的濃度 填 變大 變小 或 不變 3 四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是 解析 由裝置甲中a不斷溶解 可知a與硫酸發(fā)生置換反應(yīng) 又a為二價金屬 所以反應(yīng)的離子方程式為 a 2h a2 h2 a為原電池負(fù)極 b為正極 活潑性a b 裝置丙中有氣體產(chǎn)生 該氣體為氫氣 即d與硫酸發(fā)