化学反应与能量转化_1PPT教学课件

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4.果胶酶可以使橘子脱囊衣制造低糖果冻。 5.果胶酶在葡萄酒酿造中,还可使葡萄汁中的酒石酸沉 淀,澄清葡萄酒。 6.果胶酶在饲料品质的改善上也有很重要的意义。
二、探究温度、pH对果胶酶活性的影响及果胶酶用量的实 验设计
1.原理:一系列不同温度梯度或pH梯度或者不同含量的 果胶酶溶液,探究果胶酶的最适温度、pH或果胶酶用量。在实 验中必须遵循单一变量原则。
(1)列物质,标得失:根据负极(阳极)发生氧化 反应,正极(阴极)发生还原反应,判断出电极 的产物,找出得失电子的数目,利用得失电子 守恒配平。
(2)选离子,配电荷:根据溶液的酸碱性选择 合适的离子,确保电极产物能在电解质溶液中 稳定存在,然后利用电荷守恒进行配平。
(3)巧用水,配个数:通常介质为水溶液,根 据需要选择水为反应物或生成物,利用质量守 恒进行配平。
化学平衡状态:可逆反应在一定条件下进行到一 定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应 物和生成物的浓度不再发生变化,即反应达到化 学平衡状态。
放热反应:把有热量放出的化学反应称为放热反 应。
吸热反应:把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
热化学方程式:表示反应中放出或吸收热量的化 学方程式,叫做热化学方程式。

负极→正 极
化学能→ 电能

负极→阴极;阳极→正 极
电能→化学能
7.列表对能源进行分类。 提示
形成 利用 条件 历史
性质
水能、风能、生物
可再生资源
常规
质能
一次 能源 不可再生资 煤、石油、天然气
能源

等化石能源
太阳能、风能、地
二 次
能 源
(一次能源经过加工、转化得到的能源称 为二次能源)
电能(水电、火电、核电)、蒸气、工业余 热、酒精、汽油、焦炭等
3.原电池的电极反应式怎样书写?
提示 原电池发生的氧化还原反应,将氧化还 原反应分成两部分,一半是氧化反应,发生在 负极上,一半是还原反应,发生在正极上。具 体有:(1)如果题目给定了图示装置,先分析 正、负极,再根据正负极反应规律去写电极反 应式。
(2)如果题目给定的是总反应式,首先分析有 关元素的化合价变化情况:化合价升高的失去 电子,在负极放电;化合价降低的得到电子, 在正极放电;同时要考虑电解质溶液的酸碱性, 确定其它反应物和生成物;最后根据电荷守恒、
提示 (1)从电极材料:一般较活泼金属为负 极;或金属为负极,非金属为正极;
(2)从电子的流动方向:负极流入正极;
(3)从电流方向:正极流入负极 ;
(4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离 子流向正极,阴离子流向负极 ;
(5)根据实验现象:溶解的一极为负极,增重 或有气泡产生的一极为正极;
(6)根据化合价的变化:在总反应方程式中, 有化合价升高元素的物质做负极,有化合价降 低元素的物质做正极。
2.设计方案及流程(如下图)
3.在实际的操作过程中,需要注意的事项 (1)与其他工业用酶基本相同,果胶酶的适宜温度范围也比 较宽泛,因此,可以选用10 ℃作为温度梯度,设置的具体温度 为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等,也可以尝试 以5 ℃作为温度梯度。 (2)苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物,水果不用 去皮。如用苹果为原材料,一般可按每个中等大小的苹果加水
【解题指导】 根据氧化还原反应找出电子的得 失,确定电极反应,然后再分析氧化还原反应、 电子移动方向和数目、离子移动方向、pH等
【例 1】研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用 淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可 表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=== Na2Mn5O10+2AgCl,下列 “水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 ( )。 A.正极反应式:Ag+Cl--e-=== AgCl B.每生成 1 mol Na2Mn5O10 转移 2 mol 电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl 是还原产物
6电极
负极:相对活泼的 金属
正极:相对不活泼 的导体
阴极:与电源负 极相连阳极:与 电源正极相连
电极 反应 类型
正极:得到电子, 被还原;
负极:失去电子, 被氧化
阴极:阳离子得 电子,被还原
阳极:阴离子失 电子,被氧化。
有无外 加电源
电子流 向
能量转 化形式
提示 可从两个方面判断:
(1)微观:若反应过程中断开化学键所吸收能 量大于形成化学键所放出的能量,该反应为吸 热反应;若反应过程中断开化学键所吸收能量 小于形成化学键所放出的能量,该反应为放热 反应。
(2)宏观:当反应物的总能量小于生成物的总 能量时,该反应为吸热反应;当反应物的总能 量大于生成物的总能量时,该反应为放热反应。
(2)2H2O + O2 + 4e - ===
方向三 燃料电池 【知识基础】 由于燃料电池的优点较多,成了近年高考的出题方
向。燃料电池常用的燃料有 H2、CO、CH4、C2H4、CH3OH、 C6H12O6、N2H4 等可燃性物质,常用的氧化剂是氧气、过氧化 氢等。燃料电池总反应实际上等同于燃料的燃烧反应。 【解题指导】 燃料电池一般是燃料在负极区失去电子发生氧化反 应,氧化剂 O2 在正极区得电子发生还原反应。但要特别注意 电解质对产物的影响,例如 O2 在正极发生的电极反应式一般 有三种,酸性:O2+4e-+4H+=== 2H2O;碱性:O2+4e-+ 2H2O=== 4OH-;熔融氧化物:O2+4e-=== 2O2-。
4.书写热化学方程式需要注意什么?
提 示 (1) 热 化 学 方 程 式 必 须 标 出 能 量 变 化 (ΔH);
(2)标明物质的状态:气体:g ;液体:l;固 体:s;稀溶液:aq;
(3)ΔH的符号及其单位:其单位一般为kJ·mol -1。若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热 反应,ΔH为“+”;
1.影响化学反应速率的外界因素有哪些?
提示 (1)温度:温度越高,反应速率越大;(2) 浓度:增大反应物的浓度,反应速率加快;(3) 压强:对于气体参加的反应来说,增大压强, 反应速率增大;(4)催化剂:加快反应速率;(5) 其他:固体的表面积、反应物的状态、光照等 也能影响化学反应速率。
2.如何判断吸热反应和放热反应?
3.常见的吸热反应、放热反应有哪些? 提示 吸热反应:(1)大多数的分解反应;(2)常见的一些吸热 反应 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=== BaCl2+2NH3·H2O+8H2O, C+H2O(g)=高==温==CO+H2,C+CO2=高==温==2CO,C+2CuO=高==温== 2Cu+CO2 ↑。 放热反应:(1)所有燃烧反应;(2)酸碱中和反应;(3)大多数化 合反应;(4)金属与酸或水的反应;(5)生石灰溶于水等。
专题归纳整合
请分别用一句话表达下列关键词:
化学反应速率 可逆反应 化学平衡状态 放热 反应 吸热反应 热化学方程式 键能 原电池 电化学腐蚀电解池
提示 化学反应速率:通常用来衡量化学反应进 行的快慢的物理量,可用单位时间内反应物浓度 的减少或生成物浓度的增加来表示。
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进 行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
【解题指导】 电极反应式的书写一定要注意电 解质溶液的酸碱性,在不同的电解质溶液中反 应的产物可能不同;复杂的电极反应式等于总 方程式减去另一极的反应式。
【例 2】开发氢能是实现社会可持续发展的需要,用吸收 H2 后的 稀土储氢合金作为电池负极材料(用 MH 表示),NiO(OH)作为 电池正极材料,KOH 溶液作为电解质溶液,可制得高容量, 长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:NiO(OH)+ 放电 MH 充电 Ni(OH)2+M (1)电池放电时,负极的电极反应式为_____________。 (2)充电完成时,Ni(OH)2 全部转化为 NiO(OH)。若继续充电将 在一个电极产生 O2,O2 扩散到另一个电极发生电极反应被消 耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反 应式为_______。
键能:拆开1 mol气态物质中某种共价键需要吸 收的能量,叫做该共价键的键能。
原电池:原电池是将化学能转化为电能的一种装 置。
电化学腐蚀:金属跟电解质溶液接触,发生原电 池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这 种腐蚀叫电化学腐蚀。
电解池:把电能转化为化学能的装置,也就是借 助于电流引起氧化还原反应的装置。
解析 由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧 化产物,即银做负极,产物AgCl是氧化产物,A、 D都错误;在原电池中阳离子向电池的正极移动, C错误;当生成1 mol Na2Mn5O10时消耗了2 mol Ag,转移电子2 mol,因此B正确。
答案 B
方向二 电极反应式的书写
【知识基础】 电极反应式的书写过程可归纳为:
1.如何判断反应是否达到了平衡状态?
提 示 抓 住 两 点 来 判 断 , 一 是 v( 正 ) = v(逆)≠0(是指同一物质的速率,对不同物质要 根据计量数转换为同一物质进行比较);二是 各种成分的浓度不再发生变化(可扩展为物质 的量、物质的量分数、气体的体积分数等均保 持不变)。
2.怎样判断原电池正、负极?
[课题1]果胶酶在果汁生产中的作用
一、果胶酶的作用 果胶酶是分解果胶的多种酶的总称,广泛存在于各种植物 和微生物中。果胶酶的作用主要有: 1.能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取 果汁变得容易,且提高了水果的出汁率。 2.果胶酶使果胶分解成可溶性半乳糖醛酸,使浑浊的果 汁变澄清。
3.果胶酶处理的果胶比较稳定,在制备浓缩果汁时,果 胶酶的作用更加明显。
因为化学电源是生活、生产中常用的一种能源装 置,它应用很广,所以一直是高考命题的热点, 由于信息新、陌生度大,所以这类题目往往有一 定的难度。实际上这类题主要考查考生信息的迁
方向一 化学电源的工作原理
【知识基础】 化学电源的放电、充电过程所发 生的反应实质都是氧化还原反应。其电极反应 就是把氧化还原反应分成两个半反应——氧化 反应和还原反应分开完成的。其中发生氧化反 应的一极作负极,失去电子;发生还原反应的 一极作正极,得到电子。外电路电子从负极流 向正极;电解质溶液中阴离子向负极移动,阳 离子向正极移动,构成了闭合回路,从而形成 电流。
【例 3】某固体酸燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H+,其
基本结构如图,电池总反应可表示为:2H2+O2=== 2H2O,下
列有关说法正确的是
( )。
A.电子通过外电路从 b 极流向 a 极 B.b 极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=== 4OH- C.每转移 0.1 mol 电子,消耗 1.12 L 的 H2 D.H+由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极 解析 首先明确燃料 H2 发生反应的 a 电极为负极,O2 发生反应 的 b 电极为正极,所以电子流向是从 a 极到 b 极, A 项错误;因 电解质是酸性环境,所以正极反应式为 O2+4e-+4H+=== 2H2O , B 项错误; C 没有告知标准状况,错误;因正极消耗 H+,所以 H+由 a 极传递到 b 极。 答案 D
(4)ΔH与化学计量数的关系:反应热ΔH数值与 化学计量数成正比;
(5)反应逆向进行,ΔH改变符号,数值不变;
5.原电池的构成条件是什么?
提示 (1)有两种活动性不同的金属(或导电非 金属)作电极;(2)电极材料均插入电解质溶液 中;(3)两极相连形成闭合电路;(4)能够发生 自发的氧化还原反应。
4.电解池原理有哪些应用?
提示 (1)氯碱工业——电解食盐水;(2)活泼金 属的制备;(3)铜的电解精炼;(4)电镀。
学科思想培养二 化学电源的命题角度及解题指 导
化学电源俗称电池,是把化学能直接转化为电能 的一种装置。现在使用的以二次电池为主,主要 有锌锰碱性电池、“水”电池、铁镍蓄电池、镍 氢电池、锂电池、银锌电池、燃料电池等。这些 电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定等 特点。
解析 (1)MH 代表储氢合金中吸收了氢气,这里的 H 是氢气中的
氢,化合价为 0 价。放电时 MH 在负极发生氧化反应,由于电解
质溶液呈碱性,其电极反应式为 MH+OH--e-=== M+H2O,(2) 阴极发生还原反应,从信息可知是氧气在阴极上发生反应,反应
式为:2H2O+O2+4e-=== 4OH-。 答案 (1)MH+OH--e-=== M+H2O 4OH-
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