利用化學反應為人類提供能量

1、第第2 2章章 化學鍵化學鍵 化學反應與能量化學反應與能量第第3 3節(jié)節(jié) 化學反應的應用化學反應的應用第第2 2課時課時 化學反應為人類提供能量化學反應為人類提供能量原電池原電池化學反應中既有物質變化又有能量的變化化學反應中既有物質變化又有能量的變化化學能化學能反應釋放能量反應釋放能量電能電能光能光能熱能熱能反應吸收能量反應吸收能量二、化學反應為人類提供能量二、化學反應為人類提供能量提供能量提供能量交流交流研討研討提示：金屬鎂在一定條件下提示：金屬鎂在一定條件下可與水反應，放出熱量。可與水反應，放出熱量。Mg+2H2O=Mg(OH)2+H21.1.下圖是一種下圖是一種“即熱飯盒即熱飯盒”的結構

2、示意圖。這種飯盒的結構示意圖。這種飯盒使用起來非常方便，撤去底部的隔板幾分鐘后，飯菜使用起來非常方便，撤去底部的隔板幾分鐘后，飯菜就變熱了，請從能量轉化的角度說明其中的道理。就變熱了，請從能量轉化的角度說明其中的道理?；瘜W能化學能 熱能熱能交流交流研討研討2. 鐵路工人經常用利用鋁熱劑來焊接鐵軌，你能解釋鐵路工人經常用利用鋁熱劑來焊接鐵軌，你能解釋其中的原因嗎？其中的原因嗎？3.化學反應是否能轉成電能？如果能，如何轉化？化學反應是否能轉成電能？如果能，如何轉化？化學能化學能 熱能熱能實驗步驟實驗步驟 現(xiàn)象現(xiàn)象結論或解釋結論或解釋 鋅片上有氣泡鋅片上有氣泡Zn+2H+ = Zn2+H2銅片上無氣

3、泡銅片上無氣泡銅與硫酸不反應銅與硫酸不反應銅片上有氣泡銅片上有氣泡稀硫酸鋅片稀硫酸銅片稀硫酸稀硫酸鋅片鋅片銅片銅片電流表發(fā)生偏轉電流表發(fā)生偏轉氣體是什么？氣體是什么？電流是怎么產生的？電流是怎么產生的？交流研討交流研討1.第三個實驗中發(fā)生的化學反應是？第三個實驗中發(fā)生的化學反應是？Zn + H2SO4 = H2 +ZnSO42e2.為什么這個反應具有將化學能轉化為電能的條件？為什么這個反應具有將化學能轉化為電能的條件？氧化還原反應氧化還原反應電子的定向移動電子的定向移動( (先決條件先決條件) )3. 氧氧還反應在什么條件下化學能轉化為電能呢？還反應在什么條件下化學能轉化為電能呢？稀硫酸稀硫酸

4、鋅片鋅片銅片銅片化學能轉變?yōu)殡娔芑瘜W能轉變?yōu)殡娔茉姵卦姵?、原電池、原電池 : 把把化學能化學能轉化為轉化為電能電能的裝置。的裝置。稀硫酸稀硫酸鋅片鋅片銅片銅片2、原電池的工作原理、原電池的工作原理負極負極(-):電子流出的一極電子流出的一極Zn-2e-=Zn2+(氧化反應氧化反應)正極正極(+)：2H+2e- =H2(還原反應還原反應)e-H+SO42-Zn2+e-氧化反應氧化反應Zn-2e-=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池稀硫酸溶液稀硫酸溶液 H2SO4失失e-，沿導線傳遞，有電流產生，沿導線傳遞，有電流產生還原反應還原反應2H+2e- =H2陰離子陰離子陽離子陽離子負極負極Zn正極正

5、極Cu 銅鋅原電池原理小結：銅鋅原電池原理小結：氧化反應、還原反應分開在兩極進行。氧化反應、還原反應分開在兩極進行。1、稀硫酸和氫氧化鈉。、稀硫酸和氫氧化鈉。2、鐵和氯化鐵溶液的反應。、鐵和氯化鐵溶液的反應。以下反應可否設計成原電池？以下反應可否設計成原電池？否否是是3、原電池的構成條件：、原電池的構成條件：前提條件：前提條件：(1)自發(fā)進行的氧化還原反應自發(fā)進行的氧化還原反應稀硫酸稀硫酸鋅片鋅片銅片銅片實驗裝置實驗裝置 能否構成能否構成原電池原電池 構成原電構成原電池條件池條件 （電極材料）（電極材料）實驗探究二實驗探究二:能能(2)活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極能能不能不能思考：

6、思考：負極材料和正極材料可以是哪類物質？負極材料和正極材料可以是哪類物質？負極負極：較活潑的金屬：較活潑的金屬(失電子、導電失電子、導電)正極正極：較不活潑的金屬、石墨等（導電）：較不活潑的金屬、石墨等（導電）實驗探究三實驗探究三:（溶液）（溶液）實驗裝置實驗裝置 （1） （2） （3） 能否構成能否構成原電池原電池構成原電構成原電池條件池條件能能Fe能能不能不能思考：思考：反應實質？反應實質？電極必須插入電極必須插入 電解質溶液電解質溶液 中中電解質溶液電解質溶液原電池的負極和電解質原電池的負極和電解質溶液發(fā)生氧化還原反應溶液發(fā)生氧化還原反應實驗探究四實驗探究四:（是否閉合）（是否閉合）實驗

7、裝置實驗裝置 （1） （2）能否構成原能否構成原電池電池 構成原電池構成原電池條件條件不能不能兩極相連形成閉合回路兩極相連形成閉合回路能能思考：思考：兩電極直接接觸算閉合回路嗎？兩電極直接接觸算閉合回路嗎？ 是是3、原電池構成條件：、原電池構成條件：(1)(1)首先是自發(fā)的氧化還原反應；首先是自發(fā)的氧化還原反應；(2)(2)兩種活潑性不同的電極；兩種活潑性不同的電極； （金屬或一種非金屬導體）（金屬或一種非金屬導體）(3)(3)電解質溶液電解質溶液(4)(4)閉合回路閉合回路 ZnCuZnCuABCDEF下列哪些裝置能構成原電池？下列哪些裝置能構成原電池？G水果水果負極（鋅片）：負極（鋅片）：

8、 Zn 2e - = Zn 2+負極（鋅片）：負極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+正極（石墨）：正極（石墨）： 2H+2e - = H2 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu 試著寫出下列原電池的兩極上的電極反應：試著寫出下列原電池的兩極上的電極反應：2.請將氧化還原反應：請將氧化還原反應：Fe + CuCl2= Cu + FeCl2 設計成一個原電池，并寫出正負極反應。設計成一個原電池，并寫出正負極反應。 FeCuCl2 溶液溶液負極（鐵片）：負極（鐵片）： Zn 2e - = Fe2+正極（碳棒）：正極（碳棒）： Cu2+ + 2e- = Cu 返回返回

9、（1）設計原電池）設計原電池 從理論上說，任何一個氧化還原反應都可以設從理論上說，任何一個氧化還原反應都可以設計成原電池。計成原電池。例：例：利用利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2設計成如設計成如圖所示的原電池，該原電池的電極反應式為：圖所示的原電池，該原電池的電極反應式為：負極負極(Cu)：Cu 2e Cu2(氧化反應氧化反應)正極正極(C)：2Fe32e2Fe2(還原反應還原反應)4、原電池原理的應用、原電池原理的應用返回返回（2）比較金屬的活動性強弱）比較金屬的活動性強弱 原電池中，一般活動性強的金屬為負極，活原電池中，一般活動性強的金屬為負極，活動性弱的金屬為正極。動性弱的金

10、屬為正極。例：例：有兩種金屬有兩種金屬A和和B，用導線連接后插入到稀硫，用導線連接后插入到稀硫酸中，觀察到酸中，觀察到A極溶解，極溶解，B極上有氣泡產生，由原極上有氣泡產生，由原電池原理可知，金屬活動性電池原理可知，金屬活動性AB。思考：思考：有哪些實驗現(xiàn)象能判斷電池的正負極？有哪些實驗現(xiàn)象能判斷電池的正負極？返回返回（2）比較金屬的活動性強弱）比較金屬的活動性強弱: 金屬性金屬性 負極負極正極正極 判斷電池正負極的實驗現(xiàn)象判斷電池正負極的實驗現(xiàn)象: a a、電子：負極、電子：負極導線導線正極正極 b b、電流：正極、電流：正極導線導線負極負極 c c、負極不斷溶解、負極不斷溶解 d d、正極

11、伴隨著得電子物質生成（氣泡、金屬、正極伴隨著得電子物質生成（氣泡、金屬）1 1、X X、Y Y、Z Z都是金屬，把都是金屬，把X X浸入浸入Z Z的硝酸鹽溶液中，的硝酸鹽溶液中，X X的表面有的表面有Z Z析出，析出，X X與與Y Y組成原電池時，組成原電池時，Y Y為電池的為電池的負極。負極。X X、Y Y、Z Z三種金屬的活動性順序為三種金屬的活動性順序為 A AX XY YZ BZ BX XZ ZY Y C CY YX XZ DZ DY YZ ZX XC CY YX XZ Z練一練練一練 2、現(xiàn)有、現(xiàn)有A、B、C、D四種金屬，把四種金屬，把A、B分別浸入稀分別浸入稀H2SO4中，產生氣泡

12、都中，產生氣泡都很慢；把很慢；把C、D分別浸入稀分別浸入稀H2SO4中，中，產生氣泡都很快；把產生氣泡都很快；把A、B用導線連用導線連接時，接時，A上有氣泡析出；把上有氣泡析出；把C浸入浸入D的的硝酸鹽溶液中，硝酸鹽溶液中，C的表面有的表面有D析出。析出。這四種金屬的活動性順序由強到弱這四種金屬的活動性順序由強到弱為為 。CDBA返回返回（3）加快氧化還原反應速率）加快氧化還原反應速率 例：例：實驗室用實驗室用Zn和稀和稀H2SO4(或稀鹽酸或稀鹽酸)反應制反應制H2，常用，常用粗鋅粗鋅，原因是粗鋅中的雜質和鋅、稀，原因是粗鋅中的雜質和鋅、稀H2SO4的溶液的溶液(或稀鹽酸或稀鹽酸)形成原電池

13、，使產生形成原電池，使產生H2的速率加快。的速率加快。(1) 原電池：將化學能轉化為電能的裝置。原電池：將化學能轉化為電能的裝置。（1）首先是自發(fā)的）首先是自發(fā)的氧化還原反應氧化還原反應；（2）兩種金屬活潑性不同的）兩種金屬活潑性不同的電極電極； （金屬或一種非金屬導體）（金屬或一種非金屬導體）（3）電解質溶液電解質溶液（4）閉合回路閉合回路1、原電池原理：、原電池原理：2、 原電池的構成條件：原電池的構成條件：氧化反應氧化反應原電池原電池電解質溶液電解質溶液失失e-，沿導線傳遞，有電流產生，沿導線傳遞，有電流產生還原反應還原反應陰離子陰離子陽離子陽離子負極負極正極正極3.化學能與光能的相互轉化化學能與光能的相互轉化化學能化學能燃燒燃燒光合作用光合作用光能光能如：光化學電池如：光化學電池 太陽能分解水制氫氣太陽能分解水制氫氣熱能熱能電能電能光能光能化學反應提供能源化學反應提供能源請您當醫(yī)生請您當醫(yī)生 格林太太漂亮、開朗、樂觀。當她開懷大笑時，格林太太漂亮、開朗、樂觀。當她開懷大笑時，可以發(fā)現(xiàn)整齊的牙齒中鑲有兩顆假牙：可以發(fā)現(xiàn)整齊的牙齒中鑲有兩顆假牙： 其中一顆是黃金的其中一顆是黃金的這是她富有的標志；這是她富有的標志； 另一顆是不銹鋼的另一顆是不銹鋼的這是車禍