鲁科高中化学必修二化学反应的利用利用化学反应制备物质.pptx

鲁科高中化学必修二化学反应的利用利用鲁科高中化学必修二化学反应的利用利用化学反应制备物质化学反应制备物质 化学反应物质变化的实质：化学反应物质变化的实质：化学反应物质变化的实质：化学反应物质变化的实质：旧化学键断裂旧化学键断裂旧化学键断裂旧化学键断裂 新化学键形成新化学键形成新化学键形成新化学键形成调控化学反应的速率：调控化学反应的速率：调控化学反应的速率：调控化学反应的速率：浓度，温度，压强，催化剂浓度，温度，压强，催化剂 第1页/共56页 第2页/共56页第3页/共56页第4页/共56页硅芯片和计算机硅芯片和计算机第5页/共56页现代化学现代化学-神州神州”五号隔热层和航天员穿的航天服，是用一种五号隔热层和航天员穿的航天服，是用一种 特殊材料特殊材料制成的制成的第6页/共56页一、利用化学反应制备新物质一、利用化学反应制备新物质请同学们对已学过的化学反应进行简单的归纳小结：请同学们对已学过的化学反应进行简单的归纳小结：分类依据分类依据反应类型反应类型基本反应类型基本反应类型有无离子参加的有无离子参加的反应反应有无化合价变化有无化合价变化反应反应能量的变化能量的变化反应的限度反应的限度化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应离子反应、分子反应离子反应、分子反应氧化还氧化还原原反应、非氧化还原反应反应、非氧化还原反应放热放热反反应、吸热应、吸热可逆反应、不可逆反应可逆反应、不可逆反应第7页/共56页1.1.氯气的实验室制法氯气的实验室制法 请同学们从以下几方面总结：请同学们从以下几方面总结：药品药品反应原理反应原理制备装置制备装置净化装置净化装置收集装置收集装置尾气处理装置尾气处理装置第8页/共56页 为什么将为什么将”洁厕洁厕灵灵”和和”84消毒消毒液液”混合会产生混合会产生氯气氯气?盐酸盐酸次氯酸钠次氯酸钠第9页/共56页MnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+2H2O+Cl2 反应原理反应原理 1.二氧化锰为难溶于水的黑色粉末。二氧化锰为难溶于水的黑色粉末。2.稀盐酸与二氧化锰不反应。稀盐酸与二氧化锰不反应。3.浓盐酸易挥发浓盐酸易挥发.4.此反应必须加热。此反应必须加热。注意注意注意注意舍勒舍勒【瑞典瑞典】公元公元1742一一1786 第10页/共56页气体发生装置气体发生装置v 固体固体固体固体固体液体固体液体固体固体(液体液体)液体液体2KClO3 =2KCl+3O2MnO2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2第11页/共56页净化装置净化装置固态试剂液态试剂第12页/共56页注意装置的注意装置的顺序顺序饱和食盐水饱和食盐水浓浓 H2SO4气流方向气流方向第13页/共56页收集比空气重收集比空气重的气体的气体例如：氧气、例如：氧气、收集难溶或微溶收集难溶或微溶于水的气体于水的气体例如：氧气、氢例如：氧气、氢气气 收集比空气轻的收集比空气轻的气体气体例如：氢气例如：氢气气体收集装置气体收集装置1 1体积的水溶解体积的水溶解2 2体积氯气体积氯气,不与空气反应不与空气反应,密度比空气大密度比空气大第14页/共56页a.a.向上排空气法向上排空气法（洗气后得到干燥的（洗气后得到干燥的Cl2）b.b.排饱和食盐水法排饱和食盐水法（对气体干燥程度不做要求）（对气体干燥程度不做要求）饱和食盐饱和食盐水水制氯气的收集装置制氯气的收集装置气流方向气流方向第15页/共56页尾气的处尾气的处理理难以吸收的可以点燃处理，选用难以吸收的可以点燃处理，选用D。ABCD说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置说明：吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置A；若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用B；少量尾气可以集于气球中，选用少量尾气可以集于气球中，选用C；氯气氯气?第16页/共56页尾气处理装置尾气处理装置NaOH溶液溶液多余的多余的Cl2 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 第17页/共56页饱和食盐水饱和食盐水浓硫酸浓硫酸NaOHNaOH溶液溶液实验室制备氯气的装置图实验室制备氯气的装置图浓盐酸浓盐酸二氧化锰二氧化锰二氧化锰盐酸逢，二氧化锰盐酸逢，隔网热瓶氯气生。隔网热瓶氯气生。盐水硫酸除杂质，盐水硫酸除杂质，吸收通入火碱中。吸收通入火碱中。第18页/共56页问题讨论问题讨论1.为什么不能加强热？为什么不能加强热？答：浓盐酸有较强的挥发性，若加强热会使氯气答：浓盐酸有较强的挥发性，若加强热会使氯气中有大量的氯化氢杂质，另外也降低了中有大量的氯化氢杂质，另外也降低了HCl的利用的利用率。率。2.2.还能选用其他试剂反应制取氯气吗？还能选用其他试剂反应制取氯气吗？答：可以用高锰酸钾答：可以用高锰酸钾(氯酸钾氯酸钾)和浓盐酸反应和浓盐酸反应2KMnO4 16HCl 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O也可以氯化钠、浓硫酸和也可以氯化钠、浓硫酸和MnO2混合制取氯气混合制取氯气2NaCl 3H2SO4 MnO2 2NaHSO4 MnSO4 Cl2 2H2O第19页/共56页请思考图示的装置都有哪些用途？请思考图示的装置都有哪些用途？第20页/共56页1.从从A口进气，从口进气，从B口排出瓶内的空气，口排出瓶内的空气，可收集可收集O2、Cl2等比空气重的气体等比空气重的气体2.从从B口进气，从口进气，从A口排出瓶内的空气，可收集口排出瓶内的空气，可收集H2、NH3等比空气轻的气体。等比空气轻的气体。5.在瓶内充满水，从在瓶内充满水，从B口进气，将瓶内水从口进气，将瓶内水从A口压出，可作为口压出，可作为排水取气装置。排水取气装置。3.在瓶内加入适量液态净化剂，从在瓶内加入适量液态净化剂，从A口进气，口进气，B口出气，可作口出气，可作为气体净化装置。为气体净化装置。4.瓶内加入适量浓硫酸，从瓶内加入适量浓硫酸，从A口进气，口进气，B口出气，可作为气体口出气，可作为气体干燥装置。干燥装置。!可以用排可以用排饱和食盐水饱和食盐水的方法收集的方法收集ClCl2 2第21页/共56页2在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气依在实验室中制取纯净、干燥的氯气，常使生成的氯气依次通过两个洗气瓶，这两个瓶内盛放的试剂依次是次通过两个洗气瓶，这两个瓶内盛放的试剂依次是 盐酸盐酸 饱和食盐水饱和食盐水 浓硫酸浓硫酸 石灰水石灰水 烧碱溶液烧碱溶液 A B C D1二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的HCl和参加反应的和参加反应的HCl物质的量之比是物质的量之比是 A1 1 B2 1 C1 2 D任意比任意比课堂练习课堂练习BC第22页/共56页3、下列实验装置图有那些错误？、下列实验装置图有那些错误？长颈漏斗应改成分液漏斗长颈漏斗应改成分液漏斗烧瓶下应垫石棉网烧瓶下应垫石棉网应用酒精灯加热应用酒精灯加热稀盐酸应改为浓盐酸稀盐酸应改为浓盐酸多余多余Cl2应通入应通入NaOH溶液中溶液中第23页/共56页MnO24H2Cl=Mn2Cl22H2O 2、讨论、讨论:实验室通常用二氧化锰和浓盐酸反应制取实验室通常用二氧化锰和浓盐酸反应制取Cl2。（1）该反应的离子方程式为）该反应的离子方程式为 。（2）甲、乙两同学用下列两种方法制取）甲、乙两同学用下列两种方法制取Cl2：甲：用含甲：用含HCl 146 g的浓盐酸与足量二氧化锰反应的浓盐酸与足量二氧化锰反应乙：用乙：用87 g二氧化锰与足量浓盐酸反应二氧化锰与足量浓盐酸反应则二者制得的则二者制得的Cl2（填序号）（填序号）。甲比乙多甲比乙多 乙比甲多乙比甲多 一样多一样多 无法比较无法比较已知下列反应也可以生成氯气。已知下列反应也可以生成氯气。2 KMnO416 HCl2 KCl2 MnCl25 Cl28 H2O 2 NaCl2 H2O=NaOHCl2H2其中，适宜于实验室制取其中，适宜于实验室制取Cl2的反应是的反应是 （填序号，下（填序号，下同），适宜于工业生产同），适宜于工业生产Cl2的反应是的反应是 。4 HClO2 Cl22 H2O催化剂催化剂高温高温通电通电第24页/共56页煮煮海海为为盐盐盐场工人在晒盐盐场工人在晒盐海水海水盐田盐田析出粗盐析出粗盐引入引入风吹日晒风吹日晒H2O蒸发蒸发海水晒盐海水晒盐第25页/共56页以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为称为“氯碱工业氯碱工业”2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2通电通电反应方程式：反应方程式：2.氯气的工业制取方法氯气的工业制取方法 电解饱和食盐水电解饱和食盐水第26页/共56页家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的“创创新新”应用。该发生器利用常见的精盐和自来水为反应用。该发生器利用常见的精盐和自来水为反应物，通电时，发生器内电解槽里的极板上产生大应物，通电时，发生器内电解槽里的极板上产生大量气泡。切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能量气泡。切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，跟发生器直接有关的反应是力，跟发生器直接有关的反应是A2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2BH2Cl2=2HClCCl22NaOH=NaClNaClOH2ODNaClOHCl=NaClHClO动脑时间动脑时间AC第27页/共56页制制制制 备备备备 新新新新 物物物物 质质质质450o4HCl+O2 H2O+2Cl2CuCl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2通电通电分析以下四个制取氯气的反应原理分析以下四个制取氯气的反应原理分析以下四个制取氯气的反应原理分析以下四个制取氯气的反应原理:1 1、从氧化、从氧化、从氧化、从氧化-还原反应的角度分析，有什么共同之处？还原反应的角度分析，有什么共同之处？还原反应的角度分析，有什么共同之处？还原反应的角度分析，有什么共同之处？2 2、你认为还有哪个反应原理适合工业生产，哪个反、你认为还有哪个反应原理适合工业生产，哪个反、你认为还有哪个反应原理适合工业生产，哪个反、你认为还有哪个反应原理适合工业生产，哪个反应原理还可以用在实验室中？装置选择上会有何不同？应原理还可以用在实验室中？装置选择上会有何不同？应原理还可以用在实验室中？装置选择上会有何不同？应原理还可以用在实验室中？装置选择上会有何不同？共同之处：2Cl Cl2-10-2e-第28页/共56页 化学方程式化学方程式 物物 质质 生铁生铁生铁生铁(以赤铁以赤铁以赤铁以赤铁矿为原料矿为原料矿为原料矿为原料)硫酸硫酸硫酸硫酸(以硫磺为以硫磺为以硫磺为以硫磺为原料原料原料原料)催化剂高温、高压2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3SOSO3 3+H+H2 2O HO H2 2SOSO4 4S+O2 SO2 点燃Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O 高温FeFe2 2OO3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2 你知道在实验室中或工厂里是利用哪你知道在实验室中或工厂里是利用哪些化学反应来制备下表所列的物质的吗？些化学反应来制备下表所列的物质的吗？练习：练习：第29页/共56页 物物 质质 化学方程式化学方程式 氨氨氨氨Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2ONN2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 催化剂催化剂高温、高高温、高压压硝酸硝酸硝酸硝酸(以氨为以氨为以氨为以氨为原料原料原料原料)2NO+O2 2NO2 催化剂高温、高高温、高压压4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H 4NO+6H2 2OO 3NO3NO2 2+H+H2 2O 2HNOO 2HNO3 3+NO+NO 你知道在实验室中或工厂里是利用哪你知道在实验室中或工厂里是利用哪些化学反应来制备下表所列的物质的吗？些化学反应来制备下表所列的物质的吗？练习：练习：第30页/共56页 一套完整的氯气制取装置应该包括哪几步？一套完整的氯气制取装置应该包括哪几步？v气体收集装置气体收集装置v尾气处理装置尾气处理装置v气体净化装置气体净化装置v气体发生装置气体发生装置第31页/共56页第第2课时课时化学反应为人类提供能源化学反应为人类提供能源第32页/共56页交流交流研讨研讨1.1.你知道即热饭你知道即热饭盒的原理吗？盒的原理吗？2.2.铁路工人经常铁路工人经常用利用铝热剂来用利用铝热剂来焊接铁轨，你能焊接铁轨，你能解释其中的原因解释其中的原因吗？吗？第33页/共56页 在化学反应中，物质中的化学能变化通常表现为热在化学反应中，物质中的化学能变化通常表现为热量的变化，即量的变化，即化学能转变为热能化学能转变为热能。电池的广泛应用那么，物质变化中的化学能在什么条件下转化为电能呢？那么，物质变化中的化学能在什么条件下转化为电能呢？二、化学反应为人类提供能量二、化学反应为人类提供能量1.1.化学能转变为热能化学能转变为热能第34页/共56页 氢氧燃料氢氧燃料电池电池(电极材料为多孔镍电极材料为多孔镍)普通干电池普通干电池年年 雷克兰士雷克兰士 第35页/共56页 将将Zn片插入片插入H2SO4溶液溶液中有什么现象？为什么？中有什么现象？为什么？将将Cu片插入片插入H2SO4溶液溶液中有什么现象？为什么？中有什么现象？为什么？演示讨论探究演示讨论探究2.2.化学能转变为电能化学能转变为电能第36页/共56页若将若将Zn片片,Cu片用一导线片用一导线连接再浸在连接再浸在H2SO4溶液中，溶液中，有什么现象？为什么？有什么现象？为什么？将一将一Zn片片,Cu片平行插入片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象溶液中，有什么现象？为什么？为什么？第37页/共56页铜片与稀硫酸不反铜片与稀硫酸不反应，但与锌片相连应，但与锌片相连后，铜片上为什么后，铜片上为什么有气泡产生？气体有气泡产生？气体是什么？怎样产生是什么？怎样产生的？导线间接一电的？导线间接一电流计有何现象产生流计有何现象产生？为什么？为什么？用一干电池连接电流计验用一干电池连接电流计验证电子流向，确定证电子流向，确定Zn片片,Cu片的正负极是怎样的？片的正负极是怎样的？第38页/共56页化学能化学能 转化为转化为的的装置装置 就叫就叫 原电池原电池。把把电能电能1.什么是原电池什么是原电池？原电池原电池第39页/共56页原电池原电池1.1.定义：这种将定义：这种将化学能化学能转化为转化为电能电能的装置称为的装置称为原电池。原电池。第40页/共56页2.原电池工作原理原电池工作原理较活泼的金属较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（较活泼金属（负极负极）通过外电路流向）通过外电路流向较不活泼较不活泼的金属（正极）的金属（正极）。第41页/共56页实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等第一组实验第一组实验第42页/共56页（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中第二组实验第二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件第43页/共56页第三组实验第三组实验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：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）第44页/共56页原电池的工作原理原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从较电子从较活泼的金属活泼的金属(负极负极)通过外电路流向较通过外电路流向较不活泼的金属不活泼的金属(正极正极)。电子流向：负极 正极导线导线第45页/共56页两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路组成原电池的条件组成原电池的条件有两种活动性不同的金属（或有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极一种是非金属导体）作电极电极材料均插入电解质溶液中电极材料均插入电解质溶液中第46页/共56页1.1.铜片上的气体是什么？铜片上的气体是什么？2.2.氢元素原来以什么形式存在？氢元素原来以什么形式存在？3.从电子得失的角度分析，从电子得失的角度分析，H H+如何如何 转变成氢气？转变成氢气？思考：思考：第47页/共56页 1.1.电子从何而来？电子从何而来？2.2.H为何不直接在锌片上为何不直接在锌片上得电子而在铜片上得电子？得电子而在铜片上得电子？讨论讨论：第48页/共56页 结论或解释结论或解释现象现象实验步骤实验步骤电流计指针偏转电流计指针偏转导线中有导线中有电流通过电流通过测干电池时，电流计指测干电池时，电流计指针偏向针偏向 极方向极方向测铜锌原电池时，电流测铜锌原电池时，电流计指针偏向计指针偏向 片方向片方向锌片为负极锌片为负极 铜片为正极铜片为正极 正正铜铜第49页/共56页ZnCuZnCuABCDEF下列哪些装置能构成原电池？自己动手做一做。下列哪些装置能构成原电池？自己动手做一做。G水果水果第50页/共56页未构成闭合回路未构成闭合回路第51页/共56页负极（锌片）：负极（锌片）：Zn 2e -=Zn 2+负极（锌片）：负极（锌片）：Zn 2e-=Zn 2+正极（石墨）：正极（石墨）：2H+2e -=H2 正极（铜片）：正极（铜片）：Cu2+2e -=Cu 第52页/共56页原电池的工作原电池的工作原理原理第53页/共56页3.化学能与光能的相互转化化学能与光能的相互转化化学能化学能燃烧燃烧光合作用光合作用光能光能如：光化学电池如：光化学电池 太阳能分解水制氢气太阳能分解水制氢气热能热能电能电能光能光能化学反应提供能源化学反应提供能源第54页/共56页请将氧化还原反应：请将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Fe比比Fe不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨 CuSO4、CuCl2等等设计成一个原电池。设计成一个原电池。负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：第55页/共56页