利用化学反应为人类提供能量教学教材.ppt

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1、第第2 2章章 化学键化学键 化学反应化学反应(huxu(huxu fnyng)fnyng)与能量与能量第第3 3节节 化学反应化学反应(huxu fnyng)(huxu fnyng)的应的应用用第第2 2课时课时 化学反应化学反应(huxu fnyng)(huxu fnyng)为人为人类提供能量类提供能量原电池原电池第一页，共26页。化学反应中既有物质变化化学反应中既有物质变化(binhu)又有能量的变化又有能量的变化(binhu)化学能化学能反应释放反应释放(shfng)能能量量电能电能光能光能热能热能反应反应(fnyng)吸收能吸收能量量二、化学反应为人类提供能量二、化学反应为人类提供能

2、量提供能量提供能量第二页，共26页。交流交流(jioli)研讨研讨提示：金属提示：金属镁镁在一定条件下在一定条件下可与水反可与水反应应，放出，放出热热量。量。Mg+2H2O=Mg(OH)2+H21.1.下图是一种下图是一种“即热饭盒即热饭盒”的结构示意图。这种饭盒使的结构示意图。这种饭盒使用起来非常方便，撤去底部的隔板用起来非常方便，撤去底部的隔板(bn)(bn)几分钟后，几分钟后，饭菜就变热了，请从能量转化的角度说明其中的道理。饭菜就变热了，请从能量转化的角度说明其中的道理。化学能化学能 热能热能第三页，共26页。交流交流(jioli)研讨研讨2.铁铁路工人路工人经经常用利用常用利用铝热剂铝

3、热剂来来焊焊接接(hnji)铁轨铁轨，你，你能解能解释释其中的原因其中的原因吗吗？3.化学反化学反应应(huxu fnyng)是否能是否能转转成成电电能？如果能，能？如果能，如何如何转转化？化？化学能化学能 热能热能第四页，共26页。实验步骤实验步骤 现象现象结论或解释结论或解释 锌片上有气泡锌片上有气泡(qpo)(qpo)Zn+2H+=Zn2+H2铜片铜片(tn pin)(tn pin)上无气泡上无气泡铜与硫酸铜与硫酸(li sun)(li sun)不反应不反应铜片上有气泡铜片上有气泡稀硫酸锌片稀硫酸铜片稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片电流表发生偏转电流表发生偏转气体是什么？气体是什么？电流是怎

4、么产生的？电流是怎么产生的？第五页，共26页。交流交流(JIOLI)(JIOLI)研讨研讨1.第三个第三个实验实验中中发发生生(fshng)的化学反的化学反应应是？是？Zn +H2SO4 =H2 +ZnSO42e2.为为什么什么这这个反个反应应具有具有(jyu)将化学能将化学能转转化化为电为电能的条能的条件？件？氧化还原反应氧化还原反应电子的定向移动电子的定向移动(先决条件先决条件)3.氧氧还还反反应应在什么条件下化学能在什么条件下化学能转转化化为电为电能呢？能呢？稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片第六页，共26页。化学能转变化学能转变(zhunbin)(zhunbin)为电能为电能原电池原电池1、

5、原、原电电池池 :把化学能把化学能转转化化(zhunhu)为电为电能的装置。能的装置。稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片2、原电池的工作、原电池的工作(gngzu)原理原理负负极极(-):电电子流出的一极子流出的一极Zn-2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)正极正极(+)：2H+2e-=H2(还原反应还原反应)e-H+SO42-Zn2+e-第七页，共26页。氧化氧化(ynghu)反应反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池稀硫酸溶液稀硫酸溶液(rngy)H2SO4失失e-，沿导线传递，沿导线传递(chund)，有，有电流产生电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极

6、负极Zn正极正极Cu 铜锌原电池原理小结：铜锌原电池原理小结：氧化反应、还原反应分开在两极进行。氧化反应、还原反应分开在两极进行。第八页，共26页。1、稀硫酸和氢氧化钠、稀硫酸和氢氧化钠(qn yn hu n)。2、铁和氯化铁溶液的反应。、铁和氯化铁溶液的反应。以下反应可否以下反应可否(k fu)设计成原电池？设计成原电池？否否是是第九页，共26页。3、原电池的构成、原电池的构成(guchng)条件：条件：前提条件：前提条件：(1)自自发进发进行行(jnxng)的氧化的氧化还还原反原反应应稀硫酸稀硫酸锌片锌片铜片铜片第十页，共26页。实验实验装置装置 能否构成能否构成原原电电池池 构成原构成原

7、电电池条件池条件（电极（电极(dinj)材材料）料）实验实验(shyn)探究二探究二:能能(2)活活泼泼性不同性不同(b tn)的两个的两个电电极极能能不能不能思考：思考：负极材料和正极材料可以是哪类物质？负极材料和正极材料可以是哪类物质？负极负极：较活泼的金属：较活泼的金属(失电子、导电失电子、导电)正极正极：较不活泼的金属、石墨等（导电）：较不活泼的金属、石墨等（导电）第十一页，共26页。实验实验(shyn)探探究三究三:（溶液（溶液(rngy)）实验实验装置装置 （1）（2）（3）能否构成能否构成原电池原电池构成原电构成原电池条件池条件能能Fe能能不能不能思考思考(sko)：反应实质？反

8、应实质？电极必须插入电极必须插入 电解质溶液电解质溶液 中中电解质溶液电解质溶液原电池的负极和电解质原电池的负极和电解质溶液发生氧化还原反应溶液发生氧化还原反应第十二页，共26页。实验实验(shyn)探探究四究四:（是否（是否(sh fu)闭合）闭合）实验实验装置装置 （1）（2）能否构成原能否构成原电池电池 构成原电池构成原电池条件条件不能不能两极两极(lingj)相连形成闭合回相连形成闭合回路路能能思考：思考：两电极直接接触算闭合回路吗？两电极直接接触算闭合回路吗？是是第十三页，共26页。3、原电池构成、原电池构成(guchng)条条件：件：(1)(1)首先首先(shuxin)(shuxi

9、n)是自发的氧化还原反应；是自发的氧化还原反应；(2)(2)两种活泼性不同的电极；两种活泼性不同的电极；（金属或一种非金属导体）（金属或一种非金属导体）(3)(3)电解质溶液电解质溶液(4)(4)闭合回路闭合回路 第十四页，共26页。ZnCuZnCuABCDEF下列哪些下列哪些(nxi)装置能构成原电池装置能构成原电池？G水果水果(shugu)第十五页，共26页。负极负极(fj)（锌片）：（锌片）：Zn 2e -=Zn 2+负极负极(fj)（锌片）：（锌片）：Zn 2e-=Zn 2+正极正极(zhngj)（石墨）：（石墨）：2H+2e -=H2 正极（铜片）：正极（铜片）：Cu2+2e -=C

10、u 试着写出下列原电池的两极上的电极反应：试着写出下列原电池的两极上的电极反应：第十六页，共26页。2.请将氧化还原反应请将氧化还原反应(fnyng)：Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 设计成一个原电池，并写出正设计成一个原电池，并写出正负极反应负极反应(fnyng)。FeCuCl2 溶液溶液负极负极(fj)（铁片）：（铁片）：Zn 2e-=Fe2+正极正极(zhngj)（碳棒）：（碳棒）：Cu2+2e-=Cu 第十七页，共26页。返回返回（1）设计设计原原电电池池 从理从理论论(lln)上上说说，任何一个氧化，任何一个氧化还还原反原反应应都可都可以以设计设计成原成原电电池。池。例：利用例：

11、利用Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2设计设计成成如如图图所示的原所示的原电电池，池，该该原原电电池的池的电电极反极反应应式式为为：负负极极(Cu)：Cu 2e Cu2(氧化反氧化反应应)正极正极(C)：2Fe32e2Fe2(还还原反原反应应)4、原电池原理的应用、原电池原理的应用第十八页，共26页。返回返回（2）比）比较较金属的活金属的活动动性性强强弱弱 原原电电池池中中，一一般般活活动动性性强强的的金金属属为为负负极极(fj)，活，活动动性弱的金属性弱的金属为为正极。正极。例例：有有两两种种金金属属A和和B，用用导导线线连连接接后后插插入入到到稀稀硫硫酸酸中中，观观察察到到A极极溶溶

12、解解，B极极上上有有气气泡泡产产生生，由由原原电电池原理可知，金属活池原理可知，金属活动动性性AB。思考：有哪些实验现象能判断思考：有哪些实验现象能判断(pndun)电池的正负电池的正负极？极？第十九页，共26页。返回返回（2）比）比较较金属的活金属的活动动性性强强弱弱:金属性金属性 负负极极正极正极 判断判断电电池池(dinch)正正负负极的极的实验现实验现象象:a、电电子：子：负负极极导线导线正极正极 b、电电流：正极流：正极导线导线负负极极 c、负负极不断溶解极不断溶解 d、正极伴随着得、正极伴随着得电电子物子物质质生成（气泡、金属生成（气泡、金属）第二十页，共26页。1 1、X X、Y

13、 Y、Z Z都是金属，把都是金属，把X X浸入浸入Z Z的硝酸盐溶液中，的硝酸盐溶液中，X X的表的表面有面有Z Z析出，析出，X X与与Y Y组成原电池时，组成原电池时，Y Y为电池的负极。为电池的负极。X X、Y Y、Z Z三种三种(sn zhn)(sn zhn)金属的活动性顺序为金属的活动性顺序为 A AX XY YZ BZ BX XZ ZY Y C CY YX XZ DZ DY YZ ZX XC CY YX XZ Z练一练练一练第二十一页，共26页。2、现现有有A、B、C、D四四种种金金属属，把把A、B分分别别浸浸入入稀稀H2SO4中中，产产生生气气泡泡都都很很慢慢；把把C、D分分别别

14、浸浸入入稀稀H2SO4中中，产产生生气气泡泡都都很很快快；把把A、B用用 导导 线线 连连接接时时，A上上有有气气泡泡析析出出；把把C浸浸 入入D的的硝硝酸酸盐盐溶溶液液中中，C的的表表面面(biomin)有有D析析出出。这这 四四 种种 金金 属属 的的 活活 动动 性性 顺顺 序序 由由 强强 到到 弱弱为为 。CDBA第二十二页，共26页。返回返回（3）加快）加快(ji kui)氧化氧化还还原反原反应应速率速率 例例：实实验验室室用用Zn和和稀稀H2SO4(或或稀稀盐盐酸酸)反反应应制制H2，常常用用粗粗锌锌，原原因因是是粗粗锌锌中中的的杂杂质质和和锌锌、稀稀H2SO4的的溶溶液液(或或

15、稀稀盐盐酸酸)形形成成原原电电池池，使使产产生生H2的的速速率率加加快快(ji kui)。第二十三页，共26页。(1)原原电电池：将化学能池：将化学能转转化化(zhunhu)为电为电能的装置。能的装置。（1）首先）首先(shuxin)是自是自发发的氧化的氧化还还原反原反应应；（2）两种金属活）两种金属活泼泼性不同的性不同的电电极极；（金属或一种非金属（金属或一种非金属导导体）体）（3）电电解解质质溶液溶液（4）闭闭合回路合回路1、原、原电电池原理：池原理：2、原原电电池的构成条件：池的构成条件：氧化反氧化反应应原原电电池池电电解解质质溶液溶液失失e-，沿，沿导线传递导线传递，有，有电电流流产产

16、生生还还原反原反应应阴离子阴离子阳离子阳离子负负极极正极正极第二十四页，共26页。3.化学能与光能的相互化学能与光能的相互(xingh)转化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 太阳能分解太阳能分解(fnji)水制氢气水制氢气热能热能(rnng)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二十五页，共26页。请您当医生请您当医生 格林太太漂亮、开朗、乐观。当她开怀大格林太太漂亮、开朗、乐观。当她开怀大笑时，可以发现整齐的牙齿中镶有两颗假牙：笑时，可以发现整齐的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的其中一颗是黄金的这是她富有的标志；这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的另一颗是不锈钢的这是车祸后留下的痕这是车祸后留下的痕迹。迹。令人不解的是，自从车祸后，格林太太经令人不解的是，自从车祸后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁常头痛、夜间失眠、心情烦躁医生搅尽脑医生搅尽脑汁病情仍未好转汁病情仍未好转 一位年轻的化学家来看望格林太太，并一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开为格林太太揭开(ji ki)了病因。化学家发了病因。化学家发现了什么？现了什么？你能为格林太太开一个药方吗？你能为格林太太开一个药方吗？学以致用学以致用(xu y zh yng)第二十六页，共26页。