福建省福州文博中學高中化學 第二章《第三節(jié) 化學反應為人類提供能量》課件 魯科版必修2.ppt

第2課時化學反應為人類提供能量 1 了解化學反應中能量轉化的方式 2 了解原電池的構成及工作原理 3 了解原電池原理的應用 4 通過化學反應中能量變化的學習 了解不同形式的能量的轉化對人類生產和生活的影響 一 化學反應為人類提供能量1 吸熱反應和放熱反應 1 吸熱反應 反應過程中 的反應 2 放熱反應 反應過程中 的反應 2 化學反應中能量轉化的主要形式 吸收能量 有能量釋放 3 化學能轉化為電能 1 演示實驗 有氣泡產生 不斷溶解 發(fā)亮 電流 zn失電子生成zn2 進入溶液 h 得電子生成h2逸出 從zn流出經導線流入銅片形成電流 2 原電池 概念 的裝置 構成 做負極 做正極 插入 溶液中 用導線連接構成閉合回路 工作原理 發(fā)生氧化還原反應 負極發(fā)生 反應 電子由 通過導線流向 正極發(fā)生 反應 使 轉化為 3 常見電池 干電池 又稱 蓄電池 又稱 燃料電池 其能量轉化率高 對環(huán)境無污染 將化學能轉化為電能 相對活潑的金屬 相對不活潑的 金屬或能導電的非金屬 電解質 氧化 負極 正極 還原 化學能 電能 一次電池 二次電池 4 化學能與其他形式能間的轉化 1 物質燃燒發(fā)光是 轉化為 植物的光合作用是 轉化為 2 人生命活動所需能量是營養(yǎng)物質在體內發(fā)生各種化學反應釋放出來的 開放探究 構成原電池的條件有哪些 提示 要有活潑性不同的兩個電極 金屬與金屬 金屬與非金屬 要有電解質溶液 構成閉合回路 能自發(fā)進行的氧化還原反應 化學能 光能 光能 化學能 二 化學反應在其他領域中的應用1 確定物質的 2 測定物質有關組成的 組成 結構 含量 一 原電池的工作原理及應用 1 工作原理 以銅 鋅原電池為例 2 應用 1 加快氧化還原反應速率如實驗室用zn和稀h2so4 或稀鹽酸 反應制h2 常用粗鋅 原因是粗鋅中的雜質和鋅 稀h2so4形成原電池 使產生h2的速率加快 2 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 活動性弱的金屬為正極 例如 有兩種金屬a和b 用導線連接后插入到稀硫酸中 觀察到a極溶解 b極上有氣泡產生 由原電池原理可知 金屬活動性a b 3 設計原電池 從理論上說 任何一個氧化還原反應都可以設計成原電池 例如 利用cu 2fecl3 2fecl2 cucl2的氧化還原反應可設計成如圖所示的原電池 該原電池的電極反應式為 負極 cu cu cu2 2e 氧化反應 正極 c 2fe3 2e 2fe2 還原反應 a 兩燒杯中銅片表面均有氣泡產生b 甲燒杯中銅片表面有氣泡產生 乙燒杯中鋅片表面有氣泡產生c 兩燒杯中硫酸的濃度均減小d 甲中銅片是正極 乙中銅片是負極 名師點撥 甲裝置構成原電池 發(fā)生原電池反應 乙裝置不能構成原電池 發(fā)生置換反應 答案 bc 解析 原電池的兩極可以是活動性不同的兩種金屬 也可以一極是金屬 一極是非金屬 如石墨 原電池正極發(fā)生還原反應 負極發(fā)生氧化反應 鋅 銅和鹽酸構成的原電池工作時 鋅和鹽酸反應置換氫氣 6 5g鋅溶解時 轉移0 2mol電子 可生成0 1mol氫氣 即0 2g 答案 b 二 原電池中正負極的判斷1 根據電極材料一般較活潑的金屬為負極 k ca na太活潑 不能做電極 活潑性較弱的金屬或非金屬導體為正極 2 根據電流方向或電子流向電流 外電路 由正極流向負極 電子由負極經外電路流向原電池的正極 3 根據溶液中離子遷移方向陽離子移向原電池正極 陰離子移向原電池負極 4 根據原電池中反應類型正極 得電子 發(fā)生還原反應 現象是伴隨著金屬的析出或h2的放出 負極 失電子 發(fā)生氧化反應 現象則是電極本身的消耗 質量減小 該原電池中m棒變粗 n棒變細 說明原電池反應時n棒溶解作負極 溶液中有金屬析出在m棒上 m棒作正極 a b選項中 電解質溶液分別為稀硫酸和稀鹽酸 原電池工作時 不會有金屬析出 c選項正極反應為 ag e ag 符合題意 而d選項正極反應為 fe3 e fe2 不會有金屬析出 答案 c 解析 形成原電池時作負極的金屬被氧化 活潑性比正極強 a比b強 在原電池中 電流從正極流向負極 c比d強 a c用導線相連后 同時浸入稀h2so4溶液中 c極產生大量氣泡 說明c極為正極 a比c強 b d用導線相連后 同時浸入稀h2so4溶液中 d極發(fā)生氧化反應 d為負極 d比b強 答案 b 以銅 鋅 稀硫酸構成原電池為例 1 2010 濰坊高一質檢 下列裝置中都伴隨有能量的變化 其中是由電能轉變?yōu)榛瘜W能的是 解析 a項 水在通電時發(fā)生分解反應生成氫氣和氧氣 是電解轉化為化學能 b項 風能 電能轉換成光能 c項 太陽能轉換成熱能 d項 化學能轉換成電能 答案 a 2 2011 濟南高一質檢 如下圖所示裝置中 能夠構成原電池產生電流的是 解析 構成原電池的條件有 有較活潑的金屬和相對不活潑的金屬或金屬與能導電的非金屬做電極 要有電解質溶液 用導線連接兩極 構成閉合回路 a項中不具備條件 b項中不具備條件 c項中不具備條件 只有d項具備上述三個條件 答案 d 答案 d 4 某原電池的總反應是zn cu2 zn2 cu 該原電池的正確組成是 解析 本題考查的知識點為構成原電池的條件 原電池的構成條件一般為 兩個活潑性不同的電極 電解質溶液 一般與活潑性強的電極發(fā)生氧化還原反應 形成閉合回路 或在溶液中直接接觸 從電極的總反應式看 鋅失電子為負極 cu2 得電子應在電解質溶液中 選擇一種不活潑的金屬或非金屬做正極 答案 b 5 2011 寧德高一質檢 由a b c d四種金屬按下表中裝置進行實驗 根據實驗現象回答下列問題 1 裝置甲中發(fā)生反應的離子方程式為 2 裝置丙中溶液的h 的濃度 填 變大 變小 或 不變 3 四種金屬活潑性由強到弱的順序是 解析 由裝置甲中a不斷溶解 可知a與硫酸發(fā)生置換反應 又a為二價金屬 所以反應的離子方程式為 a 2h a2 h2 a為原電池負極 b為正極 活潑性a b 裝置丙中有氣體產生 該氣體為氫氣 即d與硫酸發(fā)