6.1.1 化學(xué)反應(yīng)與能量 課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版

第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》2019新教材必修二第六章第1課時化學(xué)反應(yīng)與能量實驗展示【實驗6-1】在一只試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測量溶液溫度的變化。實驗引入實驗6-1：打磨過的鎂片——稀鹽酸——現(xiàn)象現(xiàn)象：(1)看到有氣泡產(chǎn)生；(2)用手觸摸反應(yīng)后的試管，________；(3)溫度計指示溶液溫度______結(jié)論:該反應(yīng)________熱量。

化學(xué)方程式:Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑手感到發(fā)燙升高放出實驗展示【實驗6-2】將20gBa(OH)2?8H2O晶體研細后與10gNH4Cl

在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上，用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象。實驗6-2：

把Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體混合攪拌現(xiàn)象：(1)聞到_________氣味；(2)用手觸摸杯壁下部，有_______的感覺；(3)用手拿起燒杯，木片________________；(4)燒杯內(nèi)反應(yīng)物呈_______狀結(jié)論：該反應(yīng)_________熱量。方程式：______________________________。刺激性冰涼和燒杯粘到一起糊吸收Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O化學(xué)反應(yīng)的特征：1、物質(zhì)變化：有新物質(zhì)的產(chǎn)生2、能量變化：有的吸收能量，有的釋放能量一般情況，化學(xué)反應(yīng)中能量的變化主要以熱量的形式進行釋放或吸收把釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)新課展示都不是濃硫酸的稀釋，這屬于放熱反應(yīng)，還是吸熱反應(yīng)？吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的對象都是化學(xué)變化。（1）需要加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)（

）（2）吸熱反應(yīng)一定需要加熱才可以進行（

）（3）放熱反應(yīng)不需要加熱即可發(fā)生（

）（4）放出熱量的變化過程一定是放熱反應(yīng)（

）

××××熱量變化與反應(yīng)條件無必然聯(lián)系，即需要加熱或點燃的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)。一、化學(xué)反應(yīng)與熱能活動二：

請小組根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的一些化學(xué)反應(yīng)討論總結(jié)常見的吸熱、放熱反應(yīng)。一、化學(xué)反應(yīng)與熱能2H2

+

O2

==

2H2O點燃CaO

+

H2O

===

Ca(OH)2HCl

+

NaOH

===

NaCl

+

H2O2Na

+

2H2O

===

2NaOH

+

H2↑2Al

+

Fe2O3

==Al2O3

+

2Fe高溫二、常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)葡萄糖緩慢氧化為CO2和H2O①大多數(shù)化合反應(yīng)②所有燃燒反應(yīng)③酸堿中和反應(yīng)④金屬與酸或水的置換反應(yīng)⑤鋁熱反應(yīng)⑥物質(zhì)的緩慢氧化放熱反應(yīng)

實例吸熱反應(yīng)

實例①大多數(shù)分解反應(yīng)②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)③以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng)④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)CaCO3

==CaO

+

CO2↑高溫HCl+NaHCO3

==NaCl

+

CO2↑+H2OC+CO2

==2COC+H2O

(g)

==CO+H2高溫二、1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因——微觀角度（斷吸成放）HHClCl舊化學(xué)鍵新化學(xué)鍵HCl2反應(yīng)物——舊化學(xué)鍵——斷裂——吸熱生成物——新化學(xué)鍵——形成——放熱化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是什么？為什么化學(xué)反應(yīng)中會有熱量變化？(3)示例圖示：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)過程如圖所示：HCl2HHClClH—H鍵斷裂吸收436KJ/mol能量Cl—Cl鍵斷裂吸收243KJ/mol能量H—Cl鍵形成放出431

X2KJ/mol能量a.斷裂1molCl—Cl鍵和斷裂1molH—H鍵共吸收______kJ；b.形成2molH—Cl鍵共放出______kJ。結(jié)論：該反應(yīng)最終放出183KJ熱量

679862a.E斷

<E成

放熱反應(yīng)b.E斷>E成

吸熱反應(yīng)2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素——宏觀角度化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對大小。E反＞E生

放出熱量E反＜E生

吸收熱量

宏觀角度活動三：

請小組參考書本34頁圖6-3，討論畫出反應(yīng)物生成物總能量的大小與化學(xué)反應(yīng)能量變化關(guān)系的曲線圖。二、2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素——宏觀角度

宏觀角度

放熱反應(yīng)

吸熱反應(yīng)二、2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素——宏觀角度利用過程中面臨兩個問題一是其短期內(nèi)不可再生，儲量有限；二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。太陽能、風(fēng)能、地熱能、海洋能、氫能解決辦法節(jié)能尋找新能源提高燃料的燃燒效率提高能源利用率化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因(筆記)a.微觀角度化學(xué)鍵斷裂吸收的能量＜化學(xué)鍵形成釋放的能量

b.宏觀角度反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量

放熱反應(yīng)a.微觀角度化學(xué)鍵斷裂吸收的能量＞化學(xué)鍵形成釋放的能量

b.宏觀角度反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量

吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因(筆記)結(jié)論：鍵能越高，物質(zhì)越穩(wěn)定，本身能量越低。P414學(xué)習(xí)評價學(xué)習(xí)評價1、判斷正誤(1)對于一個化學(xué)反應(yīng)來說，當化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量大于化學(xué)鍵形成時放出的能量，則反應(yīng)放熱(

)(2)相同條件下形成1molH—Cl鍵放出的能量與斷開1molH—Cl鍵吸收的能量相等(

)(3)放出能量越多的化學(xué)反應(yīng)，其生成物的能量越低(

)(4)有化學(xué)鍵的形成，是化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征(

)(5)伴有能量變化的一定是化學(xué)反應(yīng)(

)2．下列反應(yīng)，屬于放熱反應(yīng)的是(

)A．電解水制氫

B．鋁熱法制鐵C．焦炭和水反應(yīng)制水煤氣 D．煅燒石灰石制生石灰學(xué)習(xí)評價學(xué)習(xí)評價3．下列圖示變化過程為吸熱的是()學(xué)習(xí)評價學(xué)習(xí)評價5.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。A．H2B．Cl2C．Br2D．I2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是________。A．HClB．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當消耗等物質(zhì)的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是________。

我們目前電能主要來自火力發(fā)電，其次是水力發(fā)電。2015年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖火力發(fā)電的原理水力發(fā)電蒸汽化學(xué)能熱能機械能電能燃燒發(fā)電機化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程，間接轉(zhuǎn)化為電能?；鹆Πl(fā)電的原理化學(xué)反應(yīng)與電能1、煤炭是不可再生資源，會造成能源危機2、煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體3、轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，能量損耗大，能量的利用率低弊端探究把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置？電流是怎樣產(chǎn)生的？什么反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移？電子定向移動氧化還原反應(yīng)寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋分析Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-

什么方法可使Zn與H+分開，從而讓電子定向移動呢？【實驗6-3】教材P36頁1、將銅片和鋅片一起插入稀硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象并解釋原因。實驗現(xiàn)象：Zn片溶解，并有氣泡冒出，Cu片無明顯現(xiàn)象。解釋：Zn+2H+=Zn2++H2↑【實驗6-3】教材P36頁2、用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來,觀察比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象。(注意兩塊金屬片不要相接觸)。實驗現(xiàn)象：Zn片逐漸溶解但無氣泡（理論上）；Cu片上有氣泡冒出。解釋：Cu片上有H2產(chǎn)生。思考：如何證明電子的定向移動？【實驗6-3】教材P36頁3、用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。實驗現(xiàn)象：指針偏轉(zhuǎn)解釋：電路中有電流通過，發(fā)生了電子定向移動。原電池1.定義：將___________轉(zhuǎn)變成___________的裝置叫做原電池?；瘜W(xué)能電能AZnCuSO42－H+H+正極負極e－2.本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進行。鋅片：銅片：負

極正

極Zn－2e－=Zn2+2H+＋2e－

=H2↑

(氧化反應(yīng))(還原反應(yīng))3.電極：稀硫酸鋅片銅片Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)負極發(fā)生溶解2H++2e－=H2↑還原反應(yīng)正極產(chǎn)生氣泡外電路內(nèi)電路負極

沿導(dǎo)線

正極正極沿導(dǎo)線負極電子流向：電流方向：陽離子正極陰離子負極原電池總反應(yīng)：_____________________注意：電子不下水，離子不上岸Zn+2H+=Zn2++H2↑4.工作原理原電池5.原電池形成條件實驗裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能不能1、自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)2、反應(yīng)實質(zhì)：一般原電池的負極和電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化反應(yīng)Cu①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)5.原電池形成條件②電極材料實驗裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能能不能1、一般有兩種活潑性不同的金屬電極（或一種是非金屬導(dǎo)體，如石墨）2、一般較活潑的金屬作負極；較不活潑的金屬、石墨等作正極例外：Al/NaOH/Mg原電池：是Al作負極Cu/HNO3（濃）

/Fe原電池：是Cu作負極5.原電池形成條件③電解質(zhì)溶液實驗裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論能能不能電極材料均浸入的是電解質(zhì)溶液或熔融的離子化合物5.原電池形成條件實驗裝置能否構(gòu)成原電池結(jié)論④閉合回路能不能整個裝置應(yīng)構(gòu)成閉合電路，導(dǎo)線連接，或直接接觸能(1)有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)(放熱)(2)一般兩個活潑性不同的電極，如：金屬與金屬、金屬與非金屬(3)電解質(zhì)溶液

或熔融的離子化合物(4)兩極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路5.原電池形成條件練習(xí).下列各裝置露置在空氣中，能在外電路獲得電流的是(

)B總反應(yīng)：電極反應(yīng)：6.原電池正負極的判斷方法電極材料反應(yīng)類型電子流向電極現(xiàn)象離子移向負極正極較活潑金屬較不活潑金屬或能導(dǎo)電的非金屬

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)

電子流出

電子流入e-不斷溶解質(zhì)量減小電極增重或有氣體產(chǎn)生陰離子移向陽離子移向稀硫酸練習(xí).如圖所示，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯誤的是(

)CA.B極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)原電池原理的應(yīng)用（1）加快氧化還原反應(yīng)的速率

例：純鋅、粗鋅(含雜質(zhì)銅)與HCl反應(yīng)哪個快？√練習(xí)：下列現(xiàn)象中，不是由于原電池反應(yīng)造成的是（

）A．含雜質(zhì)的鋅與鹽酸反應(yīng)比純鋅與鹽酸反應(yīng)速率快B．金屬在潮濕的空氣中易腐蝕C．純鐵和稀硫酸反應(yīng)，如滴入幾滴硫酸銅溶液，則可加快反應(yīng)速率D．純銀器表面變黑D稀硫酸硫酸銅Fe（2）比較金屬活動性的強弱

例:有兩金屬a、b，用導(dǎo)線相連后移入稀H2SO4

中，能溶解的金屬活動性較_

__，表面出現(xiàn)較多氣泡的金屬活動性較_

__。強弱原電池原理的應(yīng)用X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為(

)A.X>Y>Z

B.X>Z>Y

C.Y>X>Z

D.Y>Z>XC（3）設(shè)計原電池（課本37頁）

自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)電極材料（金屬、石墨棒）形成閉合回路（導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液等）原電池的構(gòu)成要素活動性不同的兩個電極（金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬）電解質(zhì)溶液導(dǎo)線形成閉合回路兩電極均插入其中①設(shè)計原電池的氧化還原反應(yīng)，分析氧化劑、還原劑②選擇正負極材料及電解質(zhì)溶液③畫出原電池裝置圖④按要求標電子移動、電流、離子移動方向，寫電極方程式思考：根據(jù)原電池的形成條件設(shè)計原電池：請判斷以下能否形成原電池，如果能形成，負極是哪一極？稀硫酸AlMgA氫氧化鈉AlMgA稀硝酸FeCuA濃硝酸FeCuA生活中的電池化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池燃料:鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池

:又稱充電電池或蓄電池放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用。:是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源,又稱連續(xù)電池:電池中的反應(yīng)物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再次利用。氧化劑:天然氣、煤氣等H2、甲醇、O2或空氣認識化學(xué)電源一、一次電池一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動，也叫做干電池1、普通鋅錳電池Zn—MnO2

—NH4Cl負極：Zn-2e-=Zn2+正極：

+2e-+2MnO2=2NH3↑+Mn2O3+H2O總反應(yīng)Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O0+4+2+3優(yōu)點：制作簡單，便于攜帶，價格便宜；缺點：放電時間短，電壓下降快；容易漏液（鋅外殼變?。┖隣頝H4Cl顯酸性）電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

負極：Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2

正極：2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+2OH–

鋅粉取代鋅筒，KOH取代NH4Cl，增大接觸面積加快反應(yīng)速率，減少電池內(nèi)阻，電流大電壓高壽命長0+4+3+22、堿性鋅錳電池Zn—MnO2

—KOH優(yōu)點：電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍，不會漲氣或漏液。缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴。2.二次電池也叫充電電池化學(xué)能

電能充電放電充放電轉(zhuǎn)化反應(yīng)條件不同不是可逆反應(yīng)。是可逆反應(yīng)嗎？鉛酸蓄電池的構(gòu)造示意圖

優(yōu)點：電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉等。

缺點：比能低、使用壽命短、日常維護頻繁等。鉛蓄電池放電時的總反應(yīng)為：負極:Pb+SO42－－2e－=PbSO4正極:PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4＋2H2OPb(s)+PbO2(s)+2H2SO4（aq）2PbSO4(s)+2H2O(l)

放電

充電放電：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；充電：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能0

+4

+21、鉛酸蓄電池Pb—PbO2—H2SO4二次電池鋰離子電池：

負極：Li－e-==Li+正極：MnO2

＋e-==

MnO2-優(yōu)點:質(zhì)輕、比能量高、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機等低功耗電器的主流。（非水有機溶劑電解液）目前已研制成功多種鋰離子電池，某種鋰離子電池的總反應(yīng)式為Li+MnO2=LiMnO2，燃料電池利用原電池的工作原理，燃料和氧化劑分別放在兩個電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。反應(yīng)物不儲存在電池內(nèi)部，由外設(shè)設(shè)備提供燃料和氧化劑。高效(能量轉(zhuǎn)化率可以達到80%以上),環(huán)境友好。優(yōu)點3.與其他電池的區(qū)別2.原理1.氫氧燃料電池寫出H2SO4為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)式寫出KOH為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池電極反應(yīng)式負極：正極：O2+4e-+4H+

＝2H2OO2+4e-+2H2O＝4OH-負極：正極：H2

－2e-

＝2H+2H2

－4e-

＝4H+H2-2e-+2OH-＝