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高二化学化学反应与能量015化学反应与能量转化 专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化化学能转化为电能【我思我学】想一想1、你能举出日常生活中化学能与电能相互转化的一些例子吗？2、原电池的工作原理是什么?【同步导学】一、评价要点1.原电池的工作原理原电池是将能转化为能的一种装置，电子流出的一极称为极，该极发生反应，电子流入的一极叫极，该极发生反应。原电池中电子流淌的方向为：从极经外电路流向极。2构成原电池的条件（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作极，发生反应。较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作极，发生反应。（2）具有电解质溶液（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）（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。二、方法指引1原电池正负极的推断方法（1）可由组成原电池的电极材料来推断。一般活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；（2）依据电流的方向或电子流淌的方一直推断。电流是由正极流经外电路流向负极，电子流淌方向正好相反。2原电池电极反应的书写方法原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：(1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；(2)依据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应；(3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，留意介质可能参加反应；(4)验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。三、典型例题1、把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，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依次为（）AabcdB.acdbC.cabdD.bdca解析：依据原电池原理：作为负极的金属活动性比正极的金属活动性强，电子流淌方向是由负极流向正极，电流方向与电子流淌方向相反，因此依次作出推断：活泼性ab;cd;ac;db。答案为B2、在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是（）A锌片是正极，铜片上有气泡产生B电流方向是从锌片流向铜片C溶液中硫酸的物质的量浓度减小D电解质溶液的pH保持不变解析：活泼金属锌为负极，电流方向由正极到负极，与电子流淌方向相反，随着H+消耗，pH渐渐增大。答案为C【随堂检学】1、下列关于原电池的叙述,错误的是（）A.构成原电池的正极和负极必需是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极2、下列关于试验现象的描述不正确的是（）A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快3、下列改变中属于原电池的是（）A.在空气中金属铝表面快速氧化形成爱护层B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻挡铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色爱护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速4、试验室中欲制氢气,最好的方法是（）A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应5、铁制品上的铆钉应当选用下列哪些材料制成（）A.铝铆钉B.铜铆钉C.锌铆钉D.锡铆钉6、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样改变（）A不变B.先变小后变大C.渐渐变大D.渐渐变小7、对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极改变是锌片溶解了32.5g锌片增重了32.5g铜片上析出1gH2铜片上析出1molH2A.B.C.D.（）8、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组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动依次为（）A.XYZB.XZYC.YXZD.YZX9、将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是（）A.该装置能形成原电池，其中铝是负极B该装置能形成原电池，其中铜是负极C该装置不能形成原电池D.以上说法均不正确10、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛运用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)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(s)+H2O(l)+2e-Mn2O3(s)+2OH-(aq)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0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g11、微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是（）A正极反应：2Li-2e-=2Li+B负极反应：I2+2e-=2I-C总反应是：2Li+I2=2LiID金属锂作正极12、某原电池总反应离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是（）A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO413、锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（）A.ZnB.碳棒C.MnO2和NH4+D.Zn2+和NH4+14、将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。(1)若电解质溶液是稀硫酸,则发生氧化反应的是极(“锌”、“铜”),铜极发生的反应是,该电池的总反应方程式是(2)若电解质溶液是硫酸铜溶液,在导线中电子是由极流向极,铜极上反应的电极反应方程式是,该电池总反应方程式是。15、某同学想测定A、B、C三种金属活动依次,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易辨别出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应当用什么方法快速测出三种金属的活动性依次? 【活用所学】16、氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经过冷凝后可用作航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为（）A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol17、市场上出售的“热敷袋”其中主要成分是铁屑、碳粉和少量的NaCl、水等.热敷袋在启用前用塑料袋使之与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓,就会放出热量,运用完后,会发觉袋内有很多铁锈生成,回答:(1)热敷袋放出的热量来源于放出的热量.(2)碳粉的作用是.(3)加入NaCl的作用是.(4)写出有关的电极反应式和化学方程式.18、请设计一个原电池,其总反应为:Zn+2FeCl3ZnCl2+2FeCl2 参考答案1.AD2.C3.BD4.D5.AC6.C7.A8.C9.B10.C11.C12.A13.C14.(1)锌2H+2e-=H2Zn2H+=Zn2+H2(2)锌铜Cu2+2e-=CuZnCu2+=Zn2+Cu15.将A、B、C三种金属两两连接起来，放入盐酸溶液中，视察哪种金属上产生气泡，则其活动性较差。16.D17.（1）铁屑被氧化（2）碳粉与铁及NaCl溶液组成原电池，作为原电池的正极。（3）NaCl与水作用形成电解质溶液。（4）负极Fe2e-=Fe2+正极2H2OO24e-=4OH-18.该总反应中，Zn为还原剂，Zn可干脆作负极材料，FeCl3是氧化剂易溶于水可作电解质溶液，用不活泼的金属或能导电的非金属（如石墨等）作正极，用导线连接正、负极即可。 高二化学化学反应与能量的改变导学案 高二化学化学反应与能量的改变导学案 【学习目标】:1、使学生了解化学反应中能量转化的缘由和常见的能量转化形式；2、相识化学反应过程中同时存在着物质和能量的改变，而且能量的释放或汲取是以发生的物质为基础的，能量的多少确定于反应物和生成物的质量；3、了解反应热和焓变的含义。【重、难点】:1、化学反应中的能量改变，2、对H的“+”与“-”的理解。【学习过程】：一、反应热焓变（一）：反应能量改变与反应热能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，探讨化学反应中的能量改变，就显得极为重要。1.化学反应与能量改变的关系任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是相等的，在产生新物质的同时总是伴随着能量的改变。即在一个化学反应中，同时遵守质量守恒和能量守恒两个基本定律。2、化学反应中能量改变形式化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换，通常表现为热量的改变。3、类型（1）放热反应：即_化学反应中放出热量的化学反应，其反应物的总能量_大于生成物的总能量。如：燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。（2）吸热反应：即_化学反应中放出热量的化学反应，其反应物的总能量_小于_生成物的总能量。如：H2还原CuO的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，CaCO3分解等大多数分解反应，Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。说明：吸热反应特征是大多数反应过程须要持续加热，但有的不须要加热如：Ba(OH)28H2O和NH4Cl固体反应，放热反应有的起先时须要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。形成缘由（图示）从微观上分析：从宏观上分析：预料生成: （二）：反应热焓变两个概念：环境一切影响化学反应要素的总称体系反应物和生成物按肯定的规律组合成的整体。1、定义：化学反应过程中汲取或放出的热量叫反应热-。2、表示符号：H3、单位：kJ/mol(或J/mol)。 4、计算方法：H=反应物的总键能生成物的总键能（或H=生成物的总能量反应物的总能量）因此，H0时,为放热反应;H0时，为吸热反应。5、留意：在应用焓变时，应留意H的符号。当H0时，其“+”号_不能_（填“能”、“”）省略。6、“反应热”与“热量”的区分：反应热有“+”、“”之分；而热量是标量，但要注明是“汲取”、还是”放出”。学问拓展：焓是与物质的内能有关的一个物理量，但它又不同于物质的内能。单位为kJ/mol，不行以测量。化学探讨表明，对于在等压条件下进行的化学反应，假如反应中物质的能量改变全部转化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的变更），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变，即焓变。即在此，可用焓变代替反应热。但焓变与反应热是不同含义两个的概念。【思索】:看看两幅图分别表示什么反应，这一段差值表示什么？（A放热反应B吸热反应还可表示出中间物）AB 【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的学问，请记录下来）_ 化学反应与能量的改变【教学设计】第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的改变（第1课时）一、教材分析：本章包括“化学反应与能量的改变”“燃烧热能源”和“化学反应热的计算”三节，属于热化学基础学问。热化学是探讨化学反应热现象的科学，曾为建立热力学第肯定律（能量守恒和转换定律）供应了试验依据，反过来，它又是热力学第肯定律在化学反应中的详细应用。它主要解决各种热效应的测量和计算问题。在必修2中，学生初步学习了化学能与热能的学问，对于化学键与化学反应中能量改变的关系、化学能与热能的相互转化有了肯定的相识，本章是在此基础上的扩展与提高。1molH2与1molCl2反应的反应热的推导是本节教学的关键。可以采纳电化教学手段，利用多媒体软件进行形象化教学，也可以利用教材中的图示分析化学反应前后反应物与生成物中化学键的断裂和生成状况，并与反应物的总能量、生成物的总能量及能量差联系起来，以使学生理解H的涵义及与放热反应、吸热反应的关系。探讨化学反应放热、吸热本质时，要强调三点：化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同；反应中能量守恒；反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热，假如两者能量比较接近，则放热和吸热不明显。二、教学目标：1、学问目标：了解化学反应中能量转化的缘由和常见的能量转化形式；(2)、相识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系(3)理解反应热、放热反应、吸热反应、焓及焓变等概念。2、实力目标：通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在缘由的方法，引起学生在学习过程中主动探究化学原理的学习方法.3、情感、看法和价值观目标：激发学生的学习爱好，培育学生从微观的角度理解化学反应三、教学重点难点：重点：化学反应中的能量改变；难点：焓变，H的“+”与“-”.四、学情分析：本章介绍的是热化学的一些初步学问，以启发学生从能量角度考虑化学反应问题，有利于学生较全面地相识化学反应的本质。授课时可以通过回忆高一有关放热反应和吸热反应的试验入手，引出反应热的概念、符号和一般采纳的单位等。再联系化学反应的本质，即反应物分子的旧化学键的断裂所须要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量，定量探讨反应的能量改变，说明白宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所汲取和放出的总能量之间的关系，最终总结出化学反应过程中能量改变示意图。五、教学方法：归纳、总结等方法六、课前打算：1学生的学习打算：预习课本上相关的学问，完成课前预习学案。2老师的教学打算：多媒体课件制作、实物投影仪，课前预习学案，课内探究学案。七、课时支配：1课时八、教学过程（一）预习检查，总结怀疑检查落实了学生的预习状况并了解了学生的怀疑，是教学具有针对性。（二）情景导入，展示目标由焰火画面导入。我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有能量改变：热能，电能，光能等。当能量改变以热能的形式表现时：化学反应分放热反应和吸热反应，回顾常见的放热反应和吸热反应并举例。我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？能量的释放或汲取是以发生改变的物质为基础，二者密不行分，但以物质为主。能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量究竟怎样改变？我们今日学习化学反应与能量的改变反应热与焓变。（三）合作探究，精讲点拨探究一：反应热H的“+”与“-”与放热反应、吸热反应的关系让学生思索：对于放热反应：（1）能量如何转换的？能量从哪里转移到哪里？（2）体系的能量如何改变？上升还是降低？（3）环境的能量如何改变？上升还是降低？（4）规定放热反应的H为“”，是站在谁的角度？体系还是环境？老师组织学生分组探讨，最终师生总结。设计意图：通过引导，学生能深化领悟反应热的含义，加深学生对H的“+”与“-”的表示。探究二：反应热的计算表达式让学生视察多媒体，从微观的角度理解反应热。1由课本P2中H2+Cl2=2HCl反应热的计算总结出用物质的键能计算反应热的数学表达式H=2、由课本P3中图1-2总结出用物质的能量计算反应热的数学表达式。设计意图：通过多媒体以及课本的图画，给学生一感性相识，并提高学生对图表的分析实力。（四）反思总结，当堂检测老师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生构建学问网络并对所学内容进行简洁的反馈订正。（五）发导学案，布置预习。下节课我们一起来学习热化学方程式的书写，课后同学们预习这部分内容，着重分析热化学方程式的书写留意事项。并完成本节练习。九、板书设计：一、反应热焓变1、常见的放热反应：常见的吸热反应：2、H0时反应放热H0时反应吸热H计算的三种表达式：(1)H=化学键断裂所汲取的总能量化学键生成所释放的总能量(2)H=生成的总能量反应物的总能量(3)H=反应物的键能之和生成物的键能之和十、教学反思：本节课的教学对于学生较全面地相识化学反应具有重要意义，尤其是反应热的教学，涉及到化学反应的本质旧化学键的断裂和新化学键的形成，即涉及到化学反应中的物质改变和能量改变，对培育学生全面地分析问题很有帮助。留意新、旧学问的连接。在学习本节学问前要指导学生复习必修课程中学习的“化学键与化学反应中能量改变的关系”和“热能与化学能的相互转化”中的相关学问。高二化学其次学期化学反应与能量学问点 高二化学其次学期化学反应与能量学问点 1.化学能与热能(1)化学反应中能量改变的主要缘由：化学键的断裂和形成(2)化学反应汲取能量或放出能量的确定因素：反应物和生成物的总能量的相对大小a.吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量b.放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量(3)化学反应的一大特征：化学反应的过程中总是伴随着能量改变，通常表现为热量改变练习：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(B)A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2(4)常见的放热反应：A.全部燃烧反应;B.中和反应;C.大多数化合反应;D.活泼金属跟水或酸反应;E.物质的缓慢氧化(5)常见的吸热反应：A.大多数分解反应氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。(6)中和热：(重点)A.概念：稀的强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O(液态)时所释放的热量。2.化学能与电能(1)原电池(重点)A.概念：B.工作原理：a.负极：失电子(化合价上升)，发生氧化反应b.正极：得电子(化合价降低)，发生还原反应C.原电池的构成条件：关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池a.有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极b.电极均插入同一电解质溶液c.两电极相连(干脆或间接)形成闭合回路D.原电池正、负极的推断：a.负极：电子流出的电极(较活泼的金属)，金属化合价上升b.正极：电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等)：元素化合价降低E.金属活泼性的推断：a.金属活动性依次表b.原电池的负极(电子流出的电极，质量削减的电极)的金属更活泼;c.原电池的正极(电子流入的电极，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极)为较不活泼金属F.原电池的电极反应：(难点)a.负极反应：X-ne=Xn-b.正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应(2)原电池的设计：(难点)依据电池反应设计原电池：(三部分+导线)A.负极为失电子的金属(即化合价上升的物质)B.正极为比负极不活泼的金属或石墨C.电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)(3)金属的电化学腐蚀 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 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