高中化学必修二《化学反应与能量》ppt

实验3：锌片和铜片用导线连接电流表后插入稀硫酸。
现象：铜片上有气泡，电流表 指针偏转。
锌片：Zn -2e-= Zn2+ (氧化反应) 铜片：2H++2e-= H2↑(还原反应)
总反应： Zn + 2H+= Zn2+ + H2↑
一、原电池
概念：把化学能转化为电能的装置叫 做原电池。
思考4、Cu-Zn原电池的正负极各是什么？ 你是如何判断的？
2023最新整理收集 do something
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能 第二节 化学能与电能 第三节 化学反应的速率与限度
第一节 化学能与热能
一、化学反应的微观描述
H2 + Cl2 = 2HCl
H—H Cl —Cl
断
断
形
裂
裂
成
H · ＋ ·C····l： →
H
C··l ··
·· ··
==179 KJ
1.已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反
应的下列说法中正确的是（ C ）
A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定
能发生
2.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（ A.2Q1 + Q2 > 4Q3
B
）
B.2Q1 + Q2 < 4Q3
C.Q1
+ Q2 < Q3
D.Q1 + Q2 = Q3
反应物 的能量
【课堂小结】
生成物 的能量
能量的释放
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量
正极： O2+4H++4e-==2H2O 总反应：2H2+O2==2H2O
碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
甲烷氧气燃料电池
负极：
ab
CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O 正极：
2O2 +4H2O +8e-=8OH-
吸热反应
C+CO2 C+H2O H2+CuO Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl Fe+H2O（g） Na2CO3·10H2O+NH4NO3 大部分分解反应
1. 下列说法正确的是
( AB )
A. 大多数的化合反应是释放能量的反应
B. 大多数分解反应是吸收能量的反应
C. 释放能量的反应都不需要加热
(1)实验中观察到的现象是
(2)产生上述现象的原因是
(3)写出有关反应的离子方程式
(4) 由 实 验 推 知 ， MgCl2 溶 液 和 H2 的 总 能 量 (填“大于”、“小于”、“等于”)镁片和 盐酸的总能量.
(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体.
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随 温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体. (3)Mg+2H+=Mg2++H2 (4)小于
温度升高
反应
[实验2—2探究] ：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 实验步骤：
实验现象：
实验结论： 反应方程式：
[实验2—3探究] ：HCl与NaOH的中和反应
向烧杯中加入20ml 2mol/L HCl,测量其温 度;然后用另一个烧杯量取20ml 2mol/L NaOH,也测量其温度.然后将二种溶液缓慢 混合,边混合边搅拌,观察反应溶液的温度 变化.
百度文库例：断开1mol H-H键所需能量是436KJ，断 开1mol Cl-Cl键需要能量是247KJ,生成1mol H-Cl键所放出的能量为431KJ.求算氢气与氯 气化合反应的热效应?
解： H2 + Cl2 ==== 2HCl
436KJ 247KJ 2X431KJ
氢气与氯气化合反应的热效应
== 2X431KJ － (436KJ + 247KJ)
阳极：
接电源正极
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应
充电过程总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
3、燃料电池
氢氧燃料电池 酸性电解质：负极： 2H2-4e-==4H+
负极：Pb + SO42- -2e- =PbSO4 氧化反应 正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O
还原反应 放电过程总反应：
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
②充电过程 接电源负极
阴极：PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 还原反应
( B)
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
4.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐
渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、
B、C应是下列各组中的哪一组（ D）
A、A是锌，B是铜，C为稀 H2SO4
A
A
Zn Cu
酒精 A
酒精不是 电解质
Cu
C
CuSO4
D
H2SO4
没有形成 H2SO4 闭合回路
四.发展中的化学电源 普通锌锰干电池
化学电源
一次电池 二次电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
银锌蓄电池
锂离子电池
燃料电池 氢氧燃料电池
1、普通干电池
锌筒
负极（Zn）：Zn – 2e- = Zn2+
D. 吸收能量的反应都需要加热
2. 下列反应既属于氧化还原反应,又属
于吸热反应的是
(C )
A.铝片与稀盐酸的反应
B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应 C.灼热的炭与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应
3、 如右图所示，把试管放入盛有25℃时饱 和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块 镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回 答下列问题：
1、下列四个装置中，导线中的电子由左边一
极流向右边一极的是（ C ）
Zn
C
Zn
Zn
Cu
Zn
(A) 稀H2SO4
(C) 稀H2SO4 (B) 稀H2SO4
2.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组成原电池 时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的 活动性顺序为（ C ）
一个化学反应的的过程，本质上 就是旧化学键断裂和新化学键形成的 过程。
二、化学反应的能量变化
断开化学键 形成化学键
吸收能量 放出能量
思考
一个化学反应吸收能量还是放出能量是由 什么决定的呢？
放出能量 如果E反高于E生,那么在发生化学反应时,
就有部分能量以热的形式释放出来;
吸收能量
如果E反低于E生,那么在发生化学反应时,
实验用品: 铜板、锌板、铁板、导线、
安培表、自备果汁、电池 盒
小结：构成原电池的条件：
1、活泼性不同的两种电极。 2、有电解质溶液并形成闭合回路。 3、通常至少有一极能与电解质溶液 发生氧化还原反应。
5.下列装Zn置中Cu能构成原电池的是A ( C)
Zn Cu
A
B
H2SO4
没有形成闭合回路
A
Zn
例：断开1mol H-H键所需能量是436KJ，断 开1mol Cl-Cl键需要能量是247KJ,生成 1mol H-Cl键所放出的能量为431KJ.求算氢 气与氯气化合反应的热效应?
在101.3kPa，298K条件下，断开1molA-B键所需要的能量， 称为AB键的键能。
键能愈大，键愈牢固，该键构成的分子愈稳定。
B
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3
C
溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO
请将你的设计内容及时记录在课本P41页的表格内
三.原电池的构成条件
[实验探究] 原电池的构成条件
根据原电池的工作原理以及电学知识,利用 所提供的实验用品,自主设计若干套原电池, 并在实验中探究原电池的构成条件.
反应物就需要吸收能量,才能转化为生成物。
思考
如何确定化学反应的热效应?
取决于所有断键吸收的总能量与所有 形成新键放出的总能量的相对大小， 即取决于反应物的总能量与生成物的 总能量的相对大小。
反应物的能量之和
E反
生成物的能量之和
E生
若E反> E生， 放出能量 若E反< E生， 吸收能量
放热反应 吸热反应
0.004mol· L-1 · min-1
3.在一定条件下2升的反应容器中充入1molN2 和 3molH2 发生下反应，N2+3H2=2NH3，5分钟 后测得体系内N2 为0.75mol，H2 为2.25mol， NH3 为0.5mol，则NH3 的反应速率为
一.化学反应速率
1、定义：
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某反应的速率.
2、数学表达式：
V=
Δc t
3、使用注意：
① v表示平均反应速率； ②Δc表示指定物质的反应前后的变化浓度； ③ t表示反应时间； ④浓度单位常用mol.L-1，时间单位常用s，min。 所以化学反应的速率单位为：mol· L-1 · s-1 或 mol· L-1 · min-1
_A +
Zn Cu
稀硫酸
试判断下列原电池的正负极
_ A
+
Zn Fe
_ A+ Zn C
_ A+
Fe
C
稀硫酸
稀硫酸
稀硫酸
二.原电池正、负极的判断
1.由组成原电池的两极材料判断：
一般是活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极 2.根据电流方向或电子流动方向判断： 电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。 3.根据原电池两极发生的变化来判断： 原电池的负极上总是失电子发生氧化反应， 正极上总是得电子发生还原反应。
1.在某反应中，反应物A的浓度在10s内从4.0mol· L-1变 成1.0mol· L-1，在这10s内A的化学反应速率为多少？
0.3mol· L-1 · s-1
2.在5升密闭容器中发生如下反应： C (s) +CO2 (g) ＝2CO(g)
若最初加入22g二氧化碳，5min后测得还剩有17.6g， 求在这段时间内，二氧化碳的平均速率。
反应物 的能量
能量的吸收
生成物 的能量
生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量
三、化学能与热能的转化
[实验探究2—1] 铝片与盐酸的反应
向试管中加入2-3ml 6mol/L HCl,用温度计 测量其温度.然后插入打磨过的铝条,观察 温度计指数的变化.
实验2－1
现象
结论
铝与盐酸反应，放出大量气泡， 该反应是放热
H2O
总反应：
CH4
O2
KOH溶液
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
第三节 化学反应速率与限度
有些塑料的分解需 要几百年的时间。 现在的生物降解材 料的分解也需要几 周的时间。
而有些反应，例如 核反应。在很短的 时间内就可以完成 反应，巨大的能量 在一瞬间放出，所 以无控制的核反应 是很危险的。
第二节 化学能与电能
生活中我们常使用各种各样的电池。
实验探究：两种金属之间如何产生电流。
实验步骤
实验1 锌片、铜片分别 平行插入稀硫酸
图示
现象
锌片上有气泡 铜片上无气泡
实验2
锌片和铜片用导 线连接后插入稀
硫酸
铜片上有气泡
思考：
1、锌片上产生了什么气体？ 2、铜片上产生了什么气体？ 3、氢元素还原需要电子，那么电子是 从哪来的？
实验2－3
盐酸温度/℃ NaOH溶液温度/ ℃ 中和反应后温度/ ℃
室温
室温
反应后温度升高
实质：H+ +
OH－ ＝ H2O
结论：中和反应是放热反应。
中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热
四、常见反应的热效应
放热反应
物质与氧气的反应 燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 活泼金属与水的反应 生石灰和水反应 大部分化合反应
石墨棒
正极 （C）：
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
2NH4+ + 2e- = Zn2+ + 2NH3 + H2
普通锌-锰干电池的结构
电池反应： Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3 + H2
优点：制作简单、价格便宜。 缺点:放电时间短，电压下降快。
2、铅蓄电池
①放电过程
Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
因为X置换出Z,所以金属性Ｘ＞Ｚ 负极的金属较活泼,所以Ｙ＞Ｘ
3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，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顺序由强到弱的为：