化学反应与能量课件

第二章化学反应与能量

第一节化学能与热能

2.用化学方程式表示上述反应：

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O

[

步骤一：三组学生各取一套大小相同装置，分别做一个实验并记录实验现象和数据。

步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。

步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？

HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O

由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。

形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。

热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式，有些化学反应表现为向环境放出热量，有些化学反应表现出向环境吸热。

1化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小

总结：物质的燃烧一般是化学能转化成热能；但也有些化学反应相反。

2.化学能与电能、光能也可以相互转化。

第二节化学能与电能

二、化学能直接转化为电能的原理与装置

1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。

2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。

3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。

4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。

Cu-Zn原电池实验：

① Cu、Zn分别插入稀硫酸中。② Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。

④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。

[板书]

Zn片发生氧化反应， Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极

H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e ＝H2↑正极

师：很好，总的离子反应方程式： Zn 2+ + 2H+ ＝Zn2+＋ H2↑

2. Zn-Zn与稀硫酸进行实验。

3. Cu-石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用）

4. Zn-石墨与稀硫酸进行实验。

5. Fe-Zn与稀硫酸进行实验。

6. Cu-Zn与乙醇进行实验。

7. Cu-Zn与一个西红柿进行实验。

8. Cu-Zn与两个西红柿进行实验

上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。

①两极材料不同的各种现象。

②不同溶液的各种现象。

③电极在同一容器和不同容器中的现象。

6 Cu

Zn

7

［知识拓展］2.总结归纳原电池的构成条件：

①有两种活动性不同的金属（或非金属单质）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。

3.抽象出原电池化学反应本质：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）

第二节化学能与电能

电池名称干电池( dry cell)

负极

正极2NH4+ + 2e = 2NH3 + H2

H2+2MnO2Mn2O3+H2O

Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+

电池总反应式：2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O

电池名称蓄电池（storage battery）

负极

正极

电池总反应式：

表二（２）

电池名称镍镉电池锂电池银锌电池

表三

1. 将化学能转变为电能有几种基本形式？

（1）化学能→热能→机械能→电能．包括从大型火力发电站到小油机等各种“火力”发电装置．

（2）化学能→热能→电能．包括从热电堆到热离子发电装置等各种“热电转换设备”．

（3）化学能→电能．即所谓“化学电源”，它是一种把化学能直接转变为低压直流电能的装置，简称电池．

2.我国首创以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能

量比干电池高20～50倍．试推测这种新型电池的负极是______，电极反应是______；正极是______，电极

反应是______．

答案： 1．铝，Al - 3e = Al3+；石墨（Pt）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-

参考：番茄电池Array（1）取一只大的半熟番茄，相隔一定距离插入一片铜片和一片锌片。

（2）把铜片和锌片的上端用导线与灵敏电流表相连（图），观察电流表的指针偏转

情况。

发现灵敏电流表的指针有较大的偏转。

说明做成的番茄电池中产生了电流。

第三节化学的速度和限度

不同的化学反应进行得快慢不一样，有的反应进行得很快，瞬间就能完成，例如，氢气和氧气混合气

体遇火发生爆炸，酸、碱溶液的中和反应等；有的反应则进行得很慢，例如，有些塑料的分解要几百年，

而石油的形成要经过亿万年等。这些都说明了不同的化学反应具有不同的反应速率。

一、化学反应速率

1.化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的，通常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。浓度的单位常用mol／L表示，化学反应速率的单位常用mol／（L·min）或mol／（L·s）