《化学反应与能量变化》化学反应与能量PPT(第2课时化学反应与电能)2021课件PPT
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2021_2022学年新教材高中化学第四章化学反应与电能第一节第2课时化学电源课件新人教版选择性必修
可充电电池电极反应式的书写注意事项： 可充电电池放电时为原电池，充电时为电解池。 (1)原电池的负极发生氧化反应，充电时为阴极，发生还原反应，故放电时的负极 反应式与充电时的阴极反应式相反。 (2)原电池的正极发生还原反应，充电时为阳极，发生氧化反应，故放电时的正极 反应式与充电时的阳极反应式相反。
提示：通甲烷气体的电极a为负极，负极反应为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋ 2H2O，通空气的电极b为正极，正极反应为O2＋4e－===2O2－。 ②当b极有22.4 L O2参加反应时，转移电子的数目是否为4NA？(宏观辨识与微 观探析)
提示：没有说明已知气体的温度和压强，所以不能确定O2的物质的量，所以该 说法错误。
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
(4)优点 ①工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成 物不断地被排出。 ②能量转化率高(＞80%)，排放废物少。
【自主探索】 (1)可充电电池的放电反应和充电反应互为可逆反应吗？ 提示：不是。可充电电池的充电与放电不是在相同条件下发生的，不是可逆反 应。 (2)燃料电池的正、负两极必须是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种导 电的非金属吗？ 提示：不一定，如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt。
第2课时 化 学 电 源
必备知识·自主学习
一、化学电池 1．化学电池的分类及其特点
2．化学电池的优点 具有_能__量__转__换__效__率__高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。 3．判断电池优劣的主要标准 (1)比能量：_单__位__质__量__或__单__位__体__积__所能输出电能的多少。 (2)比功率：_单__位__质__量__或__单__位__体__积__所能输出功率的大小。 (3)电池的可储存时间的长短。 4．化学电池回收利用：废旧电池中含_重__金__属__、酸和碱等物质，应回收利用， 既减少污染，又节约资源。
化学反应与电能ppt课件
—— 一般为两种活泼性不同的金属
两极
（或一种为能导电的非金属）
一液 —— 电解质溶液或熔融电解质
一回路 —— 形成闭合回路 一反应 —— 能自发进行的氧化还原反应
任务三：书写电极反应
Zn+CuSO4= ZnSO4+ Cu e- I
Zn
Cu
析出红色固体
CuSO4 溶液 负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+.
导线、电流表、若干小烧杯
任务二：设计实验探究原电池的构成条件
第一组实验 改变电极材料
×
√
形成条件一： 电极：一般为两种活动性不同的金属
（或一种金属与一种能导电的非金属）
任务二：设计实验探究原电池的构成条件 可选择的实验用品： 锌片、铜片、石墨棒、无水乙醇、5%H2SO4溶液、
导线、电流表、若干小烧杯
燃料燃烧
蒸汽轮机
热能
发电机
机械能
电能
任务一：实验探究化学能与电能的转化
Zn Cu
稀H2SO4
Zn
Cu
Байду номын сангаас
稀H2SO4
Zn
Cu
稀H2SO4
锌片溶解， 表面有气泡产生 铜片表面没有气泡
Zn+2H+ = Zn2++H2↑ 铜与稀硫酸不反应
锌片溶解、 铜片表面有气泡
锌片溶解、 铜片表面有气泡 电流表指针偏转
Zn失去电子变成Zn2+ H+ 在铜片上得到电子 被还原成H2
讲练结合
4. 如图所示的装置，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，关 于此装置的下列叙述中，不正确的是（ D ）
A. N上有气体放出 B. M为负极，N为正极 C. 稀硫酸中SO42-移向M极 D. 导线中有电流通过，电流方向是由M到N
高中化学《化学反应与电能》PPT课件
【典例2】铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催 化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: __________________________。
【补偿训练】 1. 关于如图所示的装置的叙述中正确的是 ( ) A.铜是正极 B.溶液中的Fe3+向铜棒移动 C.电子从铜片经导线流向碳棒 D.碳棒上有红色铜生成
【解析】选C。首先书写此电池中发生的化学反应方程 式(电池反应式)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,在此反应中铜 失电子,作原电池负极,电子从铜片经导线流向碳棒,在 碳棒上电子与溶液中的Fe3+结合生成Fe2+,所以碳棒作 正极,溶液中的阳离子向正极移动,即溶液中的Fe3+向正
【思考·讨论】 (1)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什 么?
提示:阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。这是因 为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负 极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中 性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子
A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应
【思维建模】解答有关原电池问题的思维流程如下:
【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化 反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项 正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电 池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移 向正极,C项错误。
(1)火力发电存在几种形式的能量转化? 提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能 转化为电能3种形式。 (2)试分析火力发电有哪些弊端? 提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃 料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘 ,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
化学：第一章《化学反应与能量》全章课件(人教选修4)
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的 盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小 烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅 拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的 最高温度，记为终止温度，记入下表。
思考5：酸、碱混合时，为何要把量筒中的 NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
答：因为本实验的关键是测反应的反应热，若 动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。
作业： 课本P6 3-(2,3,5,6)、4 ［课外作业］ 1、预习课本下一小节的内容 2、课外查阅我国能源结构和状况。
一、燃烧热 二、能源
一、燃烧热
1、定义
25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧 化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
2、单位 3、注意 kJ/mol
指定产物通常规定为：它是指物质中的下列元素
⑵ 一定标明各物质的状态（s、l、g、aq） ；
⑶ ΔH只放右边，以空格与标有物质状态的化学方程 式隔开(数值及单位) 放热： ΔH < 0； 吸热： ΔH > 0； ⑷ 系数仅仅表示物质的量，不表示分子或原子个数； 故系数可以是整数、分数、小数；
⑸ΔH的值与系数相匹配。 系数加倍，ΔH值也加倍。 正逆反应的ΔH绝对值相等，符号相反。 ⑹ 反应物完全变成生成物，所释放或吸收的热量。
H2 + I2 == 2HI
只表示物质变化
【例1】 在200℃、101kPa时，1 mol H2与碘蒸气作用生 成HI的反应，科学文献上表示为：
H2(g) + I2 (g) ==== 2HI(g) ΔH =
101kPa
200℃
－14.9 kJ/mol
二、热化学方程式
1、定义
ห้องสมุดไป่ตู้
化学反应与电能 课件(共28张)
一、原电池
5.构成条件
理论上，自发的 氧化还原 反应均可构成原电池。
具体条件是：
①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； ②溶液：两电极均插入 电解质 溶液中；
③导线：两极用导线相连，形成闭合回路。
【课堂练习】
请在图上标出电子的流动方向和电流方向，并判断正负极，写出电
极反应式和总反应式。
二、原电池的设计与制作
简易电池的设计与制作
【目的】根据原电池原理，设计和制作简易电池，体 会原电池的构成要素。 【用品】水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤 纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小 型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等）， 电流表。 【实验】 （1）水果电池
（2）简易电池
I e-
e- I
Fe Ag
Cu Zn
H2SO4 (aq) 负极( Fe ): Fe－2e - = Fe2+ .
正极(Ag ): 2H++2e - = H2↑ . 总反应式: Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑ .
CuSO4 (aq) 负极( Zn ): Zn－2e - = Zn2+ .
正极(Cu ): Cu2+ +2e - = Cu . 总反应式:Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu.
A.电子由铜通过导线流向锌 B.该装置是将电能转化为化学能的装置 C.锌电极发生氧化反应 D.电流由锌通过导线流向铜
【课堂练习】
B 3.下列装置能将化学能转化为电能的是（ ）
【课堂练习】
A 4.下列叙述正确的是（ ）
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
化学反应与能量变化(第二课时)
化学反应与能量变化（第二课时）学习目标：1、了解焓和焓变的含义。
2、理解反应热与焓变的关系，与键的断裂与生成的关系。
3、掌握热化学方程式的书写，并能进行热化学方程式的简单计算。
重点难点：1.热化学方程式的书写，并能进行热化学方程式的简单计算。
学习过程：1、H2 + F2 = 2HF 、H2 + Cl2 = 2HCl ，预测生成2molHF和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？并说出你的理由？如何验证你的预测？2、请用下列数据对【1】加以验证：3、影响一个化学反应的反应热的因素有哪些？4、如何直观的表现一个化学反应的热效应？带着上面的问题阅读书本中相应的内容。
5、与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？正确书写热化学方程式应注意哪几点？6、如何理解H2(g)＋I2(g) =2HI (g) ΔH=－14.9 kJ/mol这个热化学方程式？说明热化学方程式的定义，及热化学方程式书写的注意事项。
当堂检测：1、书写下列反应的热化学方程式①1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量；②2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；③1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。
2、已知：C(c) + O2 (g) = CO2(g)；△H=－393.5 kJ/molH2(g) + 1/2O2 (g) = H2O(g)；△H=－241.5 kJ/mol欲得相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为（）3、已知两个热化学方程式：2H2(g) + O2 (g) =2H2O(l)；△H=－571.6 kJ/mol C3H8(g)+ 5O2 (g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)；△H=－2220 kJ/mol 实验测得H2(g)和C3H8(g)的混合气体共5mol，完全燃烧时放出3847 kJ，则混合气体中H2与C3H8的体积比是（）。
【课件】 化学反应中能量变化的本质及转化形式
燃料电池可将化学能直接转换为电能，
能量转换效率通常为 60% ～ 80%，而
且污染少、噪音小、装置可大可小、使
用方便。
校训：做一个幸福的人！
山东省泰安第一中学
【课堂小结】
——旧化学键 断裂和新化学 键形成
——化学能转化 为热能、电能等
吸热反应
——断键吸收 （微观角度） 能量和成键释
放能量的相对 大小
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2．下列说法正确的是( D ) A．化学键断裂的过程中放出热量 B．化学键形成的过程中需要吸收热量 C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化 D．化学反应除了生成新的物质外，还伴随着 能量的变化
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3．下列图示变化为吸热反应的是( A )
【归纳总结】
燃烧反应 中和反应 金属与水或酸的反应 大多数化合反应 铝热反应
碳酸钙受热分解的反应（大多数分解反应）
碳酸氢钠与柠檬酸的反应 氢氧化钡、氢氧化钙分别与氯化铵的反应
高温
C + H2O(g) ==== CO + H2
注意：需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气 的反应；吸热反应不一定需要加热，如碳酸氢钠与柠檬酸的反 应。反应吸热还是放热与反应条件没有直接关系。
热能、光 能、电能
校训：做一个幸福的人！
山东省泰安第一中学
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一个确定的化学反应发生时是吸收能量还是释 放能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量 的相对大小。如果反应物的总能量大于生成物的总 能量，就会向外界释放能量—放热反应；如果反应 物的总能量小于生成物的总能量，就会从外界吸收 能量——吸热反应。
化学反应原理PPT课件
o
反应过程
（直接原因）
（本质原因）
7
反应热与热化学方程式的概念
➢ 反应热：指在化学反应过程中，当反应物和 生成物具有相同温度时，所吸收（放出）的 热量（焓变包涵与内）
➢ 热化学方程式：表示反应热的化学方程式
8
热化学方程式的书写
➢标明反应物和生成物的状态、反应温度和压
强（未标明表示常温常压——25℃（298K）、
3
第一单元 化学反应中的热效应
化学反应的焓变
➢ 抽象概念：在恒温、恒压下化学反应过程中
吸收（释放）的热量。 ➢ 严格概念*：在恒温、恒压的条件下，体系
仅做体积功、不做其他功的变化过程中的热 效应。 ➢ 符号：ΔH；常用单位：kJ·mol-1
4
焓变产生的原因和条件：
➢ 反应物和生成物都具有能量
➢ 标准燃烧热：在101kPa（一个大气压）下， 1mol物质完全燃烧（产生的是稳定的化合物）
的反应热，单位：kJ·mol-1
➢ 热值：1g(单位质量或体积)·cm-1
13
第二单元 化学能与电能的转化
化学能→电能——原电池
原电池的构造： 1.不同活动性的金属电极（使其自发进行）；
（注：abcd表示化学计量数，AB表示反应物，CD表示 生成物，wxyz表示物质状态，Q表示吸收或放出的能量。）
10
盖斯定律：
一个化学反应，不论是一步完成，还是分 几步完成，其总的热效应是完全相同的。即焓
变ΔH只与反应的起末状态有关。
（我们可以由此求未知反应的焓变，如中间反应）
11
能源的分类
构成闭合电路
21
电解池的工作原理
➢电流：阴极→阳极 ➢电子：阳极→阴极
新教材人教版高中化学必修第二册 第六章 化学反应与能量 精品教学课件(共275页)
多能源结构时期 ——风能、地热能等
2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题 (1)一是其短期内不__可__再__生__，储量有限； (2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、_S_O_2_、__N_O__x_、__C_O__等是大 气污染物的主要来源。
3．在燃料利用过程中，节能的主要环节 (1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理 积灰等方法提高燃料的_燃__烧__效__率_； (2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结 构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利 用，有效提高能源利__用__率__。
[答案] (1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中的饱 和石灰水变浑浊 (2)Mg 与 HCl 反应生成 H2，该反应为放热反应， 体系温度升高，Ca(OH)2 的溶解度随温度的升高而减小，故饱和石灰 水中的 Ca(OH)2 析出而使溶液变浑浊 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
(3)吸热反应均需要加热才能发生。
()
(4)化石燃料储量有限，燃烧时又产生污染，故尽可能减少化石燃
料的使用。
()
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
2．下列反应是吸热反应的是( )
A．硫的燃烧
B．水的分解
C．物的氧化变质
D．中和反应
[答案] B
3．如图所示，某化学兴趣小组把试管放入盛有 25 ℃的饱和石灰 水的烧杯中，在试管中放入几小块镁片，再向试管中滴入 5 mL 稀盐 酸。试回答下列问题：
值为多少？ 提示：放出能量。数值为 2×431 kJ＝862 kJ。 3．1 mol H2 与 1 mol Cl2 生成 2 mol HCl 气体，能量有什么变化？
2．化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题 (1)一是其短期内不__可__再__生__，储量有限； (2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、_S_O_2_、__N_O__x_、__C_O__等是大 气污染物的主要来源。
3．在燃料利用过程中，节能的主要环节 (1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理 积灰等方法提高燃料的_燃__烧__效__率_； (2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结 构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利 用，有效提高能源利__用__率__。
[答案] (1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中的饱 和石灰水变浑浊 (2)Mg 与 HCl 反应生成 H2，该反应为放热反应， 体系温度升高，Ca(OH)2 的溶解度随温度的升高而减小，故饱和石灰 水中的 Ca(OH)2 析出而使溶液变浑浊 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
(3)吸热反应均需要加热才能发生。
()
(4)化石燃料储量有限，燃烧时又产生污染，故尽可能减少化石燃
料的使用。
()
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
2．下列反应是吸热反应的是( )
A．硫的燃烧
B．水的分解
C．物的氧化变质
D．中和反应
[答案] B
3．如图所示，某化学兴趣小组把试管放入盛有 25 ℃的饱和石灰 水的烧杯中，在试管中放入几小块镁片，再向试管中滴入 5 mL 稀盐 酸。试回答下列问题：
值为多少？ 提示：放出能量。数值为 2×431 kJ＝862 kJ。 3．1 mol H2 与 1 mol Cl2 生成 2 mol HCl 气体，能量有什么变化？
高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时原电池-化学能转化为电能》课件
用导线把锌片和铜片连接起来，插入到稀 H2SO4中所组成的原电池, 叫做Cu-Zn原电池
Cu-Zn原电池 Zn片上Zn溶解，Zn 失电子，发 生 氧化反应。 可表示为：
Zn： Zn－2e=Zn2+
Cu片上产生气泡，H+ 得电子，发生 还原 反应。 可表示为：
Cu：2H++2e=H2↑
定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极， 负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极， 正极发生还原反应。
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指 针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过。
实验结论:
1.该装置实现了将__化__学__能转化为_电____能。 2.该装置的化学反应本质是:_氧__化__还_原__反__应_____.
2. 原电池
定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原 电池。
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料 与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项 中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原 电池的构成条件。
例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列 叙述中正确的是（ C ） a. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的 属 b. 正极上发生还原反应，一定产生气体 c. 电子流出的一极为负极 d. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 解析：a错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可 以是两种不同 属，也可以是一种 属、一种非 属。b错，原电池中正极上 发生还原反应，但不一定产生气体。c对，原电池中电子流出的一极为负 极，电子由负极流向正极。d错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向 负极移动。
Cu-Zn原电池 Zn片上Zn溶解，Zn 失电子，发 生 氧化反应。 可表示为：
Zn： Zn－2e=Zn2+
Cu片上产生气泡，H+ 得电子，发生 还原 反应。 可表示为：
Cu：2H++2e=H2↑
定义2：在原电池中，电子流出的一极叫负极， 负极发生氧化反应；电子流入的一极叫正极， 正极发生还原反应。
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指 针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过。
实验结论:
1.该装置实现了将__化__学__能转化为_电____能。 2.该装置的化学反应本质是:_氧__化__还_原__反__应_____.
2. 原电池
定义1：使化学能转化为电能的的装置，叫做原 电池。
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料 与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项 中的装置没有构成闭合回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原 电池的构成条件。
例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列 叙述中正确的是（ C ） a. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的 属 b. 正极上发生还原反应，一定产生气体 c. 电子流出的一极为负极 d. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 解析：a错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可 以是两种不同 属，也可以是一种 属、一种非 属。b错，原电池中正极上 发生还原反应，但不一定产生气体。c对，原电池中电子流出的一极为负 极，电子由负极流向正极。d错，原电池放电时，电解质溶液中阴离子向 负极移动。
化学反应与电能--ppt课件
①化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境
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02
原电池——化学能直接转化为电能
1.实验探究
实验操作
实验现象
原因解释
(1)
Zn片：___________________________Cu片：_______
碳
氧气
热
光
(4)试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
√
×
×
×
√
×
1.(原电池的构成条件)下列装置中能够组成原电池的是_____(填序号)，其他不能构成原电池的试分别说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________。
火力
水力
燃烧
化学能转变为热能
汽化为蒸汽
燃煤发电是目前我国主要的火力发电形式，思考回答下列问题：(1)写出碳完全燃烧的化学方程式并用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目：________________。(2)上述燃烧反应中发生氧化反应的是____，氧化剂是_____。(3)碳燃烧过程中化学能主要转变为____能和____能。
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02
原电池——化学能直接转化为电能
1.实验探究
实验操作
实验现象
原因解释
(1)
Zn片：___________________________Cu片：_______
碳
氧气
热
光
(4)试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
√
×
×
×
√
×
1.(原电池的构成条件)下列装置中能够组成原电池的是_____(填序号)，其他不能构成原电池的试分别说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________。
火力
水力
燃烧
化学能转变为热能
汽化为蒸汽
燃煤发电是目前我国主要的火力发电形式，思考回答下列问题：(1)写出碳完全燃烧的化学方程式并用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目：________________。(2)上述燃烧反应中发生氧化反应的是____，氧化剂是_____。(3)碳燃烧过程中化学能主要转变为____能和____能。
化学与能源ppt优秀课件
03
电能转换效率取决于电 极材料、电解质性质、 反应条件等因素。
04
以上内容仅供参考，如 需更多信息，建议查阅 相关书籍或咨询专业人 士。
03
新能源技术及其化学原理
太阳能利用及光化学原理
太阳能的利用方式
太阳能电池工作原理
光热转换、光电转换、光化学转换等。
光伏效应的产生及电子流动形成电流 的过程。
正极、负极、电解液及隔 膜。
工作原理
锂离子在正负极之间往返 嵌入和脱出，实现电荷存 储和释放。
应用领域
便携式电子设备、电动汽 车、储能系统等领域。
04
传统能源清洁高效利用技 术
煤炭清洁高效利用技术
煤炭气化技术
通过气化剂将煤炭转化为 气体燃料，提高燃烧效率 和环保性能。
煤炭液化技术
将煤炭转化为液体燃料， 如煤制油、煤制甲醇等， 实现煤炭的高效利用。
应对全球气候变化
节能减排是应对全球气候变化的重要手段，通过减少温室气体排放， 可以减缓气候变化带来的负面影响。
促进可持续发展
节能减排有利于推动经济、社会和环境的协调发展，实现可持续发 展目标。
提高能源利用效率
通过采用先进的节能技术和设备，可以提高能源利用效率，减少能源 浪费。
环境保护政策背景及意义
洁净煤技术
采用先进的燃烧和污染控 制技术，减少煤炭燃烧产 生的污染物排放。
石油清洁高效利用技术
石油炼制技术
通过蒸馏、裂化、重整等工艺， 将原油转化为各种石油产品，如
汽油、柴油等。
石油化工技术
以石油为原料，生产合成树脂、合 成纤维、合成橡胶等化工产品。
燃油添加剂技术
在燃油中添加特定化学物质，提高 燃油的燃烧性能和环保性能。
化学反应与能量转化PPT演示文稿
CO (g)＋H2O(g) ＝ CO2(g)+H2(g) △H = - 41 kJ· mol-1
4、有人说，下列两个反应的ΔH 相同。这 种说法是否正确，为什么？
Байду номын сангаас
2CO（g）＋O2（g）= 2CO2（g）
5、试推测下列两个反应放出的热量，哪个更大 些？说明推测的理由，并查阅有关数据证实你 的推测是否正确。 CH4（g）＋2O2（g）= CO2（g）＋2H2O（g） CH4（g）＋2O2（g）= CO2（g）＋2H2O（l）
3．太阳能利用的一般方式： （1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获 得热能。应用：地膜、大棚、温室； 太阳能热水器；反射式太阳灶；高温太阳炉。 （2）光—电转换： ①光—热—电转换。原理：利用太阳辐射能发电， 一般是由太阳能集热器发电，太阳能集热器吸收的 热能使水转化为水蒸气，再驱动汽轮机发电。 ②光—电直接转换。原理：根据光电效应，将太阳 辐射能直接转换为电能。 基本装置：太阳能电池。应用：电子仪表、光电信 号器件、无电人中继站、高山气象站、太阳能日用 电子产品等。
（2）燃料燃烧释放的热量大小 燃料燃烧过程中放出热量的大小，取决于反 应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。 燃料燃烧放出热量的大小等于形成生成物分 子中化学键放出的总能量与燃烧时断裂反应物 分子中化学键吸收的总能量之差。
燃料燃烧放出热量=∑E（生成物）- ∑E（反应物）
1、已知断开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ 能量，断开1mol氧气中的化学键需要消耗496kJ能 量，形成水分子中的1molH-O键能够释放 463kJ能 点燃 量。试说明当1mol反应 2H2 + O2 2H2O ，发 生时的能量变化情况。 分析： 折开 2 mol氢气中的H-H键需要吸收 872 kJ 能量 折开1 mol氧气中的化学键需吸收 496 kJ 能量 总共吸收能量1368kJ 形成水分子中的4mol H-O 键能放出1852kJ能量 整个反应过程放出：1852kJ - （872 kJ+ 496 kJ） = 484 kJ热量
《化学反应与能量变化》 第2课时 教学设计【高中化学必修2(新课标)】
第一节化学反应与能量变化第2课时◆本章教材分析1.教材地位和作用(1)本章内容分为两个部分——化学反应与能量变化、化学反应速率和限度，都属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。
同时，本章内容又在社会生产、生活和科学研究中有广泛的应用，对人类文明进步和现代化发展有重大价值，与我们每个人息息相关。
因此，化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及其条件控制对化学反应的重要性，决定了本章学习的重要性。
初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修4《化学反应原理》中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统、深入地学习化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡的原理。
本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修4《化学反应原理》的学习奠定必要的基础。
学生通过学习化学能与热能、化学能与电能的相互转化及其应用，对化学在提高能源的利用率与开发新能源中的作用与贡献有初步的认识；通过引入新型化学电池开发与利用的知识，学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会；通过对化学反应速率和限度的学习与讨论，学生将对化学反应的条件有更深的认识。
这些都会增进学生对化学学习的兴趣，使学生体会化学学习的价值。
(2)内容的选择与呈现新课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的状态。
根据新课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，在此只点出化学键的断裂和形成是其主要原因，并笼统地将化学反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低，不予深究。
关于化学能与热能、化学能与电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置——化学电池，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。
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要移向正极。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同通入
电解质溶液中就能构成原电池吗? 提示:不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的 金属②电解质溶液③形成闭合回路外,还必须有一个能 自发进行的氧化还原反应,如图由于Cu、Ag都不能与稀 硫酸反应,故不能构成原电池。
【案例示范】 【典例】(2019·淄博高一检测)如图所示电流表的指 针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C 为电解质溶液,下列说法错误的是 ( )
(1)火力发电存在几种形式的能量转化? 提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能 转化为电能3种形式。 (2)试分析火力发电有哪些弊端? 提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃 料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘 ,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
【母题追问】(1)若将“B极上有气泡产生”改为“B极
上有金属析出”,答案选什么? 提示:选BC。“B极上有金属析出”说明在正极上电解 质溶液中的金属阳离子发生还原反应,B项也错误。
(2)将上题B项改为“A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸
”,能否构成原电池?若能,正负极分别是什么? 提示:能构成原电池。由于Fe被浓硝酸钝化,Fe作正极 ,Cu为负极。
A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应
【思维建模】解答有关原电池问题的思维流程如下:
【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化 反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项 正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电 池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移 向正极,C项错误。
还__原___ 反__应___
Zn__+_2_H_+_=_=_=_=_Z__n_2_++__H_2↑_
【巧判断】 (1)盐酸与氢氧化钠溶液混合放热,故可以设计原电池 反应。 ( ) 提示:×。盐酸与氢氧化钠的反应不是氧化还原反应。
(2)铜-锌-稀硫酸原电池中,铜换成石墨棒也能产生电
流。 ( ) 提示:√。原电池中正极材料不参与反应,只起到导电 的作用,石墨棒可以导电。
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
一、 化学能转化为电能 1.化学能间接转化为电能
(2)关键——燃烧(氧化还原反应)。
【情境·思考】 火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用 燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿 管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速 旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁 感线,发出电能。
产生H2(还原反应) 的位置发生了改变
_锌__片___上__无__气__泡__ , _铜__片___上__有__气__泡__ , _电___流__表__指__针__偏___转
该装置将__化__学__能_ 转化为_电__能__
(2)原理分析:
(3)原电池: ①定义:把_化__学__能__转__化__为__电__能__的装置叫原电池。
3.原电池正负极的判断方法
【易错提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是 金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极 材料可能参与反应,也可能不参与反应。 (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入 电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进 行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强 弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成 的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原 电池中,负极为Al,正极为Mg。
3.发展中的燃料电池
知识点一 原电池的构成条件及正负极的判断方法 【重点释疑】 1.原电池的构成条件——“两极一液一线一反应”
2.原电池的工作原理
(1)两反应:正极——还原反应;负极—氧化反应。 (2)三方向: ①电流方向:正极→负极; ②电子流动方向(导线中):负极→正极; ③阴阳离子移动方向(电解质溶液中): 阳离子:负极→正极; 阴离子:正极→负极。
【思考·讨论】 (1)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什 么?
提示:阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。这是因 为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负 极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中 性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子
2.化学能直接转化为电能——原电池 (1)实验探究:
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片__上__有___气__泡__, _铜__片__上__无___气__泡_
锌与稀硫酸_反__应__, 铜与稀硫酸_不__反__应__
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片___上__无__气__泡__ , _铜__片___上__有__气__泡_
②工作原理:(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)
电极 电极 材料 名称
电子 转移
电极反应式
反应 类型
锌 负极 失__电___子__
Z_n_-_2_e__-=__=_=_=_Z_n_2_+
氧__化___ 反__应___
铜 正极 得__电___子__
电池反应的离子方程式
2_H_+_+_2_e_-_=_=_=__=_H_2_↑_
二、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部 分 1.一次电池——锌锰干电池
构造示意图
工 负极 作 电解质 原 理 正极
特点
_锌__筒__ _石__墨__棒__
锌被氧化,逐渐消耗 氯化铵糊
二__氧___化__锰__被还原 放电后_不__能__充电
便于携带,价格低
2.二次电池
【微思考】 生活中电动车、手机的电池属于一次电池还是二次电 池? 提示:电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属 于二次电池。
【迁移·应用】 1.(2019·汕头高一检测)某小组为研究原电池原理,设 计如图装置。下列叙述正确的是世纪金榜导学号( )
A.a和b不连接时,铁片上会有H2产生 B.a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为 Cu2++2e-====Cu C.a和b用导线连接时,电子由a流向b D.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐 变成浅绿色
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同通入
电解质溶液中就能构成原电池吗? 提示:不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的 金属②电解质溶液③形成闭合回路外,还必须有一个能 自发进行的氧化还原反应,如图由于Cu、Ag都不能与稀 硫酸反应,故不能构成原电池。
【案例示范】 【典例】(2019·淄博高一检测)如图所示电流表的指 针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C 为电解质溶液,下列说法错误的是 ( )
(1)火力发电存在几种形式的能量转化? 提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能 转化为电能3种形式。 (2)试分析火力发电有哪些弊端? 提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃 料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘 ,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
【母题追问】(1)若将“B极上有气泡产生”改为“B极
上有金属析出”,答案选什么? 提示:选BC。“B极上有金属析出”说明在正极上电解 质溶液中的金属阳离子发生还原反应,B项也错误。
(2)将上题B项改为“A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸
”,能否构成原电池?若能,正负极分别是什么? 提示:能构成原电池。由于Fe被浓硝酸钝化,Fe作正极 ,Cu为负极。
A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应
【思维建模】解答有关原电池问题的思维流程如下:
【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化 反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项 正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电 池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移 向正极,C项错误。
还__原___ 反__应___
Zn__+_2_H_+_=_=_=_=_Z__n_2_++__H_2↑_
【巧判断】 (1)盐酸与氢氧化钠溶液混合放热,故可以设计原电池 反应。 ( ) 提示:×。盐酸与氢氧化钠的反应不是氧化还原反应。
(2)铜-锌-稀硫酸原电池中,铜换成石墨棒也能产生电
流。 ( ) 提示:√。原电池中正极材料不参与反应,只起到导电 的作用,石墨棒可以导电。
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
一、 化学能转化为电能 1.化学能间接转化为电能
(2)关键——燃烧(氧化还原反应)。
【情境·思考】 火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用 燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿 管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速 旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁 感线,发出电能。
产生H2(还原反应) 的位置发生了改变
_锌__片___上__无__气__泡__ , _铜__片___上__有__气__泡__ , _电___流__表__指__针__偏___转
该装置将__化__学__能_ 转化为_电__能__
(2)原理分析:
(3)原电池: ①定义:把_化__学__能__转__化__为__电__能__的装置叫原电池。
3.原电池正负极的判断方法
【易错提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是 金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极 材料可能参与反应,也可能不参与反应。 (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入 电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进 行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强 弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成 的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原 电池中,负极为Al,正极为Mg。
3.发展中的燃料电池
知识点一 原电池的构成条件及正负极的判断方法 【重点释疑】 1.原电池的构成条件——“两极一液一线一反应”
2.原电池的工作原理
(1)两反应:正极——还原反应;负极—氧化反应。 (2)三方向: ①电流方向:正极→负极; ②电子流动方向(导线中):负极→正极; ③阴阳离子移动方向(电解质溶液中): 阳离子:负极→正极; 阴离子:正极→负极。
【思考·讨论】 (1)原电池内部阴、阳离子如何移动?移动的原因是什 么?
提示:阴离子要移向负极,阳离子要移向正极。这是因 为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负 极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中 性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子
2.化学能直接转化为电能——原电池 (1)实验探究:
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片__上__有___气__泡__, _铜__片__上__无___气__泡_
锌与稀硫酸_反__应__, 铜与稀硫酸_不__反__应__
实验装置
实验现象
实验结论
_锌__片___上__无__气__泡__ , _铜__片___上__有__气__泡_
②工作原理:(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)
电极 电极 材料 名称
电子 转移
电极反应式
反应 类型
锌 负极 失__电___子__
Z_n_-_2_e__-=__=_=_=_Z_n_2_+
氧__化___ 反__应___
铜 正极 得__电___子__
电池反应的离子方程式
2_H_+_+_2_e_-_=_=_=__=_H_2_↑_
二、化学电池——新能源和可再生能源的重要组成部 分 1.一次电池——锌锰干电池
构造示意图
工 负极 作 电解质 原 理 正极
特点
_锌__筒__ _石__墨__棒__
锌被氧化,逐渐消耗 氯化铵糊
二__氧___化__锰__被还原 放电后_不__能__充电
便于携带,价格低
2.二次电池
【微思考】 生活中电动车、手机的电池属于一次电池还是二次电 池? 提示:电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属 于二次电池。
【迁移·应用】 1.(2019·汕头高一检测)某小组为研究原电池原理,设 计如图装置。下列叙述正确的是世纪金榜导学号( )
A.a和b不连接时,铁片上会有H2产生 B.a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为 Cu2++2e-====Cu C.a和b用导线连接时,电子由a流向b D.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐 变成浅绿色