利用化学反应为人类提供能量
物质通过化学反应可以产生能量
物质通过化学反应可以产生能量能量是我们日常生活中不可或缺的一部分。
无论是照明、取暖、运输还是手机、电脑等电子设备的工作，都需要能源来驱动。
其中化学能是一种常见的能源形式，通过化学反应可以将化学能转化为其他形式的能量，实现各种应用。
化学反应是指原子或分子之间的转化过程，通过断键和形成新键来重新排列原子，从而形成不同的物质。
这种转化过程中常常会产生能量。
举个简单的例子，当我们点燃一根木头时，木材中的化学能与氧气反应生成二氧化碳和水，同时释放出大量的热能和光能。
这种化学反应被称为燃烧反应，是一种常见的能量转化过程。
在燃烧反应中，化学物质的结构发生改变，原子重新组合形成新的化合物。
在这个过程中，高能键（如碳-碳键、碳-氢键等）断裂，低能键（如碳-氧键、氧-氢键等）形成。
这种结构改变释放出一定的能量，称为焓变。
焓变可以通过测量反应前后的温度差来确定，温度升高代表能量的释放。
燃烧反应是化学反应中最常见的能量转化过程之一，但并不是所有的化学反应都以燃烧的方式释放能量。
一些反应则需要外部能源的输入才能进行。
例如，电解水可以将水分解成氢气和氧气，但该反应需要外部电源提供能量才能推动反应进行。
同样地，合成氨的工业生产也需要通过高温高压的条件才能实现，这是由于反应本身需要吸收能量。
物质通过化学反应产生能量的实际应用非常广泛，下面我们来看几个例子。
第一个例子是化学电池。
化学电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极（正极和负极）和介质电解质组成。
在化学反应过程中，正极和负极上发生氧化还原反应，生成电子流。
这个电子流可以通过外部电路来驱动设备工作，如手电筒、手机等。
著名的锂离子电池就是一种应用广泛的化学电池。
第二个例子是火箭燃料。
在航天领域，火箭的推力主要来自于燃料的燃烧反应释放出的高温高压气体。
常见的火箭燃料有液体氧和液体氢，当它们混合燃烧时，产生的气体通过喷射口排出，从而推动火箭向上运行。
这种应用中，物质通过化学反应转化为动力能量，实现了航天器的发射和推进。
化学反应为人类提供能量
食物 底层 水 隔板 镁粉、铁粉、固体食盐的混合物
她的病因是什么？ 能为她开一个处方吗？
*格林太太,漂亮、开朗、乐观，身体健康， 脸上有着“永恒的微笑”。只是她在开怀大笑 的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的 牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这 是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做 的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不 解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛， 夜间失眠，心情烦躁……
2. 利用周末时间回收自 家小区内的废旧电池， 并进行分类。
感 谢 各 位 莅 临 指 导
思考讨论2
（1）什么是放热反应，什么是吸热反应？ （2）你知道哪些反应是放热反应，哪些反 应是吸热反应吗？ （3）放热反应不需要加热就能发生吗？吸 热反应必须加热才能发生吗？
常见的放热反应
常见的吸热反应
高温
CO+H2 ①燃烧 ① C+H2O ②活泼金属与酸的反应 ② C+CO2 高温 2CO ③酸碱中和反应 ③大多数分解反应 ④铝热反应 ⑤大多数化合反应
活动· 探究
1.有下列材料： Zn 片、Cu片、导线、 西红柿, 请大家按 图示连接，观察电 流表指针是否变化？
2.按图示连接装 置，注意对比金 属棒上的现象和 电流计的指针的 变化情况：
对比
化学能转化成电能
铜片
锌片
演示实验
形成原电池的条件 • 有两种活泼性不同的金属（或 一种是非金属导体）作电极 • 电极材料均浸入电解质溶液中 • 两极相连形成闭合电路 • 一个自发进行的氧化还原反应
3.下图所示的装置能够组成原电池 产生电流的是( D )
酒精
A
B
稀H2SO4
稀H2SO4
化学反应的能量转化与利用的实际案例
化学反应的能量转化与利用的实际案例能量是维持万物运行的基本要素，而能量在各种化学反应中的转化与利用更是我们日常生活中不可或缺的一部分。
在本文中，将介绍几个实际案例，探讨化学反应中能量转化与利用的重要性和应用。
案例一：电池转化化学能为电能电池是一种将化学能转化为电能的设备。
它由正极、负极和电解质组成，正极和负极通过化学反应来产生电子流动，从而实现能量转换。
例如，常见的干电池内部由锌和二氧化锌组成，锌为负极，在化学反应中失去电子，形成离子，并在电解质中游离，同时电池外部的阳极、电解质和负极之间形成了一定的电位差，使电子通过外部电路，从而实现化学能转化为电能的目的。
这种能量转化的实际应用十分广泛，电池被广泛应用于电子设备、交通工具和能源储备等领域。
案例二：燃料电池利用化学能转化为电能和热能燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转化为电能和热能的装置。
一种常见的燃料电池是氢燃料电池，在其化学反应中，氢气和氧气在阴极和阳极的催化剂的作用下发生氧化还原反应，释放出电子和离子。
通过外部电路，电子进行流动，从而产生电能，而离子则通过电解质传递，与氧气反应生成水，并释放出热能。
这种化学能的高效转化和利用使得燃料电池成为一种清洁能源替代传统燃烧方式的选择，在汽车和能源供应等领域具有广阔的应用前景。
案例三：生物体内的能量转化和代谢生物体内的代谢过程也是能量转化和利用的一个重要案例。
例如，我们身体中的食物通过消化吸收后，其中的化学能被转化为生物体内的能量。
在细胞中，这些化学能主要被ATP（腺苷三磷酸）分子储存，当身体需要能量时，ATP分子会被解开，释放出化学能，并在其他细胞过程中被利用。
此外，生物体内的氧化还原反应也是能量转化和利用的重要过程，如细胞呼吸中糖分子被氧化生成二氧化碳和水，同时释放出大量的化学能，其中一部分化学能被转化为ATP分子，供给细胞进行各种生物学过程。
总结：化学反应的能量转化与利用在各个领域都发挥着重要的作用。
化学能与生活中的应用
疾病治疗：说 明某些化学物 质如何在医疗 领域中用于治 疗疾病，例如
药物。
健康风险：讨 论某些化学物 质对人体健康 可能带来的风 险，例如环境 污染和化学品
暴露。
食品中的化学能
食品中的化学能来源 食品中的化学能与人体健康的关系 食品中化学能的利用方式 食品中化学能对人体的影响
药物中的化学能
药物中的化学能主要来源于药物中的化学成分，这些成分通过与人体内的生物分子相互 作用，产生药理作用。
生物医用材料：高性能材料在生物医用领域的应用，如人工关节、血管支 架等，为人类的健康带来了革命性的变化。
新型催化材料：高性能催化材料的研发对于提高化学反应效率和产物选择 性具有重要意义，在化工、制药等领域具有广泛应用。
未来化学能的发展方向
高效利用化学能：通过改进技术，提高化学能的转化效率和利用价值。
新型材料特性：轻质、高强度、 耐高温、抗氧化等
新型材料应用领域：航空航天、 汽车制造、电子科技等
新型材料开发前景：随着科技 的发展，新型材料的种类和应 用领域将不断拓展
04 化学能与环境
化学能与环境保护的关系
环境保护：减少污染、节约 能源、促进可持续发展
化学能的应用：能源、化工、 制药等领域
化学能与环境的关系：化学 能的应用对环境的影响，如
化学能能源的种类
燃料电池：将化学能转化 为电能
核能：利用核反应释放的 能量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
太阳能：利用太阳能电池 板将光能转化为电能
风能：利用风力发电
化学能能源的应用场景
发电厂：利用化 学能转化为电能， 为家庭和企业提 供电力。
汽车：内燃机将 化学能转化为机 械能，驱动汽车 行驶。
化工生产：化学 能用于生产各种 化学品，满足人 类生产和生活需 要。
通过化学反应提供能量的例子
通过化学反应提供能量的例子1. 热电池发电热电池是一种将热能转化为电能的装置，它利用两种不同材料之间的热电效应产生电势差，从而输出电能。
这种装置可以在火车、汽车、船舶等交通工具中使用，将废气或废水中的热能转化为电能，提高能源利用效率。
2. 燃料电池发电燃料电池是将燃料气体（如氢气）和氧气在电化学反应中产生电能的装置。
它具有高效、环保、安全等优点，可以作为未来能源的主要形式之一。
目前已经在汽车、船舶、航空等领域得到广泛应用。
3. 太阳能电池发电太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能的装置。
它可以广泛应用于家庭、工业、农业等领域，成为未来可再生能源的重要组成部分。
4. 生物质发电生物质发电是利用生物质（如秸秆、木屑、食品废料等）进行燃烧或发酵，产生热能或气体，再利用发电机将其转化为电能的过程。
它可以将废弃物转化为能源，减少环境污染，也是一种可再生能源。
5. 核能发电核能发电是利用核反应产生的热能驱动蒸汽轮机产生电能的过程。
它具有高效、稳定、低排放等特点，但也存在核安全、废弃物处理等问题，需要严格控制和管理。
6. 氢能源发电氢能源发电是利用氢气作为燃料，与氧气在燃烧或燃料电池中反应，产生热能或电能的过程。
它具有环保、高效等优点，但也需要解决氢气制备和储存等技术难题。
7. 地热发电地热发电是利用地球内部的热能，通过钻井和热交换设备将其转化为电能的过程。
它可以在地热资源丰富的地区作为一种可再生能源进行开发和利用。
8. 潮汐能发电潮汐能发电是利用潮汐水位差异产生的动能，驱动涡轮发电机产生电能的过程。
它可以在潮汐资源丰富的海岸地区进行开发和利用。
9. 风能发电风能发电是利用风力驱动涡轮或风轮，驱动发电机产生电能的过程。
它具有环保、低成本等优点，可以广泛应用于家庭和工业领域。
10. 水能发电水能发电是利用水流驱动涡轮或水轮，驱动发电机产生电能的过程。
它可以在水资源丰富的地区进行开发和利用，是一种可再生能源。
化学反应的利用2(15016)
G √
④电极反应方程式的书写
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu
3.化学能与光能的相互转化
化学能
燃烧 光合作用
光能
如：光化学电池 太阳能分解水制氢气
测干电池时，电流计指 针偏向 正 极方向 测铜锌原电池时，电流 计指针偏向 铜 片方向
锌片为负极 铜片为正极
③原电池的形成条件
【实验探究】
（可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不同的两个电极 （不可以）
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
第一组实验
（可以）
（不可以）
应提供能源
电能
光能……
4.原电池的设计
请将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个
原电池
负极： 正极：
Fe 比Fe不活泼的金属或石墨
电解质溶液： CuSO 、CuCl 等 4 2
5.常见的原电池装置
普通干电池 １８６０年 雷克兰士
氢氧燃料电池 (电极材料为多孔镍)
第二组实验
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
第三组实验
总结：
组成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属（或 一种是非金属导体）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能自发的氧化还原反应
下列哪些装置能构成原电池？自己动手做一做。
Zn Cu
化学反应中的能量转化与利用方法
化学反应中的能量转化与利用方法能量是维持生命运转的重要因素，而化学反应则是能量转化的主要途径之一。
化学反应中的能量转化与利用方法是一个关键的研究领域，对于能源开发、环境保护和可持续发展具有重要意义。
一、化学反应中的能量转化在化学反应中，能量可以以不同形式进行转化。
最常见的能量形式包括热能、电能和化学能。
例如，在燃烧反应中，化学能被转化为热能和光能；在电化学反应中，化学能被转化为电能；在化学合成反应中，化学能被转化为化学键的形成能。
化学反应中的能量转化是通过键的形成和断裂来实现的。
在化学反应中，反应物中的化学键被断裂，释放出能量；而新的化学键的形成需要吸收能量。
这种能量的转化使得化学反应能够发生，并且产生能量的释放或吸收。
二、能量转化的利用方法1. 热能的利用热能是一种常见的能量形式，可以通过化学反应进行转化和利用。
例如，燃烧反应中释放的热能可以用于发电、供暖和烹饪等方面。
燃料电池则是一种将化学能直接转化为电能的装置，它利用氢气和氧气的反应产生电能。
2. 电能的利用电能是一种方便且易于传输的能量形式，可以通过化学反应进行转化和利用。
电化学反应是将化学能直接转化为电能的过程。
例如，蓄电池利用化学反应将化学能转化为电能，可以用于储存和供应电能。
太阳能电池则利用光能将化学能转化为电能，实现了可再生能源的利用。
3. 化学能的利用化学能是一种高密度的能量形式，可以通过化学反应进行转化和利用。
例如，化学燃料（如汽油、天然气等）的燃烧反应可以释放出大量的化学能，用于驱动发动机、发电机等设备。
化学合成反应则可以利用化学能合成有机物、药物等。
三、能量转化与可持续发展能源开发和利用是人类社会可持续发展的重要基础。
化学反应中的能量转化与利用方法对于实现可持续发展具有重要意义。
1. 能源的高效利用通过研究和开发化学反应中能量转化与利用的新方法，可以实现能源的高效利用。
例如，开发高效的催化剂可以提高化学反应的转化率和选择性，减少能量的浪费。
化学反应的能量转化与利用实例
化学反应的能量转化与利用实例化学反应是物质发生变化的过程，不仅会产生物质的转化，还会伴随着能量的转化与利用。
本文将介绍几个能量转化与利用的实例，展示化学反应在我们日常生活中的应用。
一、能量转化与利用实例1. 火药爆炸火药是一种含有可燃物质和氧化剂的混合物。
当点燃火药时，其中的可燃物质与氧化剂发生剧烈的化学反应，产生大量的高温和高压气体。
这些气体的急剧膨胀给周围环境带来巨大的冲击力，形成爆炸。
火药爆炸过程中能量从化学能转化为热能、声能和动能，这种能量的转化与利用在军事、烟花和炸药等领域得到广泛应用。
2. 燃料燃烧燃料在氧气的存在下燃烧时，其化学能转化为热能。
例如，汽油在发动机中燃烧时会释放出大量的热能，该热能被发动机转化为机械能，推动汽车行驶。
同样，燃气、煤炭等燃料在使用过程中也会利用其化学能转化为可利用的热能，用于供暖、烹饪等方面。
3. 化学电池化学电池是利用化学反应中的能量转化为电能的装置。
常见的化学电池有干电池、锂电池等。
干电池由正极、负极和电解质组成，当正极和负极之间形成电解质的离子输运时，化学反应会产生电子流动，形成电能。
这种能量转化与利用的实例广泛应用于计算机、手机、电动车等设备中。
4. 光合作用光合作用是植物通过吸收光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
在这一过程中，光能被光合色素吸收后，化学反应将其转化为化学能，并最终以有机物的形式储存下来。
这些有机物可以被植物自身利用以提供生长和代谢所需的能量，也可以作为食物来源供其他生物利用。
光合作用是地球上能量转化与利用的重要方式，也是维持生态平衡的重要环节。
5. 燃料电池燃料电池是一种将燃料中的化学能通过与氧气反应转化为电能的装置。
燃料电池可以使用氢气、甲烷等作为燃料，在电极两侧的化学反应中，燃料被氧化剂氧气接受电子，产生电流。
这些电流可以被用于供电，如汽车燃料电池可以将氢气燃料转换为电能，驱动电动车。
二、结语化学反应的能量转化与利用在我们的生活中处处存在，上述实例仅仅是其中的一部分。
化学反应的能量转化与利用原理
化学反应的能量转化与利用原理化学反应是指物质在一定条件下发生的化学变化过程，而能量转化与利用原理则是指将化学反应中释放出来的能量有效地转化和利用的原则。
化学反应的能量转化与利用原理在能源领域有着重要的应用，为我们提供了丰富的能源资源和创造了可持续发展的能源利用方式。
一、能量释放与化学反应化学反应过程中，反应物的化学键被打破，原子重新组合形成新的化学物质，这个过程伴随着能量的转化。
根据能量的转化方向，化学反应可以分为吸热反应和放热反应。
1. 吸热反应吸热反应是指在反应过程中需要吸收外界热量的反应。
这类反应的特点是反应物的能量高于生成物的能量，即反应物的化学键强度高于生成物的化学键强度。
吸热反应的能量转化过程意味着反应物吸收热量，使系统的能量增加。
例如，氯化铵的溶解过程是一个典型的吸热反应，当氯化铵溶解于水中时，需要从周围的环境中吸收热量来提供溶解的能量，同时使得周围环境的温度降低。
2. 放热反应放热反应是指在反应过程中释放出热量的反应。
这类反应的特点是反应物的能量低于生成物的能量，即反应物的化学键强度低于生成物的化学键强度。
放热反应的能量转化过程意味着反应物释放热量，使系统的能量减小。
例如，燃烧反应是一种常见的放热反应。
当燃料与氧气反应时，产生了大量的热能，这个过程被利用为能源，如木材的燃烧可以用来取暖。
二、能量转化与利用原理化学反应中释放的能量可以通过不同的方式来进行转化和利用，其中包括能量转换和能量存储。
1. 能量转换能量转换是指将化学反应中释放的能量转换为其他形式的能量。
常见的能量转换方式包括热能转换、动能转换和电能转换。
热能转换是将化学反应中释放的热能转换为其他形式的能量。
例如，通过燃烧燃料产生的热能可以用来加热水或蒸汽，进而驱动涡轮发电机产生电能。
动能转换是指将化学反应产生的气体等动能转换为机械能。
例如，内燃机中发生的爆炸反应可以将燃料的化学能转换为活塞的运动能，推动汽车运行。
电能转换是将化学反应产生的能量转化为电能。
(鲁科版)高中化学必修二：2.3(2)化学反应为人类提供能量ppt课件
化学 必修2
第2章 化学键 化学反应与能量
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(5)常见电池 一次电池 。 ①干电池：又称____________ 二次电池 。 ②蓄电池：又称_____________ ③燃料电池：其能量转化率高，对环境无污染。
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第2章 化学键 化学反应与能量
A．两烧杯中铜片表面均有气泡产生 B．甲烧杯中铜片表面有气泡产生，乙烧杯中锌片表面有 气泡产生
C．两烧杯中硫酸的浓度均减小
D．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 点拨：甲装置构成原电池，发生原电池反应；乙装置不能 构成原电池，发生置换反应。
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第2章 化学键 化学反应与能量
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第2章 化学键 化学反应与能量
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1.如图，a在金属活动性顺序表中排在氢之前，b为碳棒， 下列说法中不正确的是( ) A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应
一、原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
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第2章 化学键 化学反应与能量
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将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫 酸中一段时间，以下叙述正确的是(双选)( )
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第2章 化学键 化学反应与能量
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(1)铜锌原电池工作时，氧化反应和还原反应 分别发生在负极(Zn极)和正极(Cu极)表面，气泡应在正极表面 逸出，负极表面不会出现气泡。若在正、负极表面均有气泡逸 出，只能说明负极材料不纯。 (2)原电池反应能加快氧化还原反应的速率。
燃烧反应的能量转化
燃烧反应的能量转化燃烧反应是一种常见而重要的化学反应，其能量转化过程对于我们的日常生活和工业生产具有重要意义。
燃烧反应将化学能量转化为热能和光能，为人类提供了能源。
本文将探讨燃烧反应的能量转化过程以及其在不同领域的应用。
一、燃烧反应的基本原理燃烧反应是一种氧化反应，需要燃料和氧气的参与。
在燃烧过程中，燃料释放出的化学能量被氧气氧化，产生热能和光能，同时生成二氧化碳和水等产物。
例如，燃烧木材的化学方程式可以表示为：木材 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量。
在这个过程中，木材中的化学能被释放出来，并转化为热能和光能，为我们提供了温暖和光亮。
二、燃烧反应中的能量转化过程1. 热能转化：燃烧反应释放的能量以热能的形式转化。
在燃烧过程中，燃料中的化学键断裂，新的化学键形成，释放出的能量以热的形式传递给周围环境。
这种热能转化能够提供温暖和热量。
2. 光能转化：燃烧反应还可以将能量转化为光能。
当燃烧反应发生时，部分能量以光的形式散发出来，形成火焰。
火焰的颜色和亮度取决于燃料的种类和温度。
光能转化使燃烧反应的过程能够被肉眼观察和感知。
三、燃烧反应的能量在不同领域的应用1. 能源供应：燃烧反应是一种常用的能源供应方式，如煤炭、石油和天然气的燃烧可产生热能，并用于发电、加热和工业生产等。
此外，生物燃料的燃烧也是一种可再生的能源，如生物质能的利用。
2. 烹饪和取暖：燃烧反应在日常生活中用于烹饪和取暖。
我们使用煤气、天然气或木材等作为燃料，通过燃烧释放出的热能来加热食物和提供温暖。
3. 车辆运输：内燃机是车辆运输中常用的动力装置，其原理是将燃料燃烧产生的能量转化为机械能。
汽车、摩托车和飞机等使用内燃机作为动力，通过燃烧反应提供驱动力。
4. 照明和火花行业：燃烧反应释放的光能被应用于照明和火花行业。
灯具、蜡烛和烟花等都利用了燃烧产生的光能，提供了照明和装饰效果。
5. 工业生产：在工业生产过程中，燃烧反应被广泛应用。
例如，燃气锅炉和燃烧炉将燃料燃烧以产生高温，用于熔融金属和生产玻璃等工艺。
化学技术在能源领域的应用
化学技术在能源领域的应用随着工业的快速发展和人口的增长，全球对能源的需求日益增加。
然而，传统能源资源的开采和利用方式不仅对环境造成了严重破坏，还存在资源短缺的问题。
因此，寻找可再生能源和开发新技术成为当今世界的重要任务之一。
化学技术在能源领域的应用可以对环境友好、有效地解决这些问题，为可持续发展提供了希望。
首先，化学技术在太阳能领域的应用具有重要意义。
太阳能是一种重要的可再生能源，具有丰富的资源和广泛的应用前景。
化学技术在太阳能电池的制造和改进过程中发挥着关键作用。
通过改善光电转换效率和延长电池使用寿命，化学技术可以帮助我们更充分地利用太阳能资源。
此外，化学技术还可以用于太阳能电池材料的研发，例如新型光催化剂的设计和开发，这有助于提高太阳能电池的光吸收和光电转换效率。
其次，化学技术在燃料电池领域的应用也具有重要意义。
燃料电池是一种将化学能转换为电能的装置，其具有高效、清洁和可再生的特点。
燃料电池广泛应用于汽车、航空航天和移动设备等领域。
化学技术在燃料电池的催化剂研发和膜材料改进方面发挥着重要作用。
通过优化催化剂的活性和稳定性，可以提高燃料电池的效率和寿命。
此外，化学技术还可以用于燃料电池的储氢材料的研发，从而提高燃料电池的能量密度和减轻系统重量。
再次，化学技术在能源储存领域的应用也非常重要。
由于可再生能源的不稳定性和间歇性，能源储存成为解决能源供应的关键问题之一。
化学技术在电池和超级电容器等能源储存设备的研发和改进中起到了重要作用。
通过优化电池材料的结构和组成，化学技术可以提高电池的能量密度和循环寿命，使其更适合于大规模能源储存。
此外，化学技术还可以利用化学反应储存能量，例如通过电解水制氢和通过合成氨储能等技术，为能源的高效储存提供了新途径。
最后，化学技术在能源转化领域的应用也值得关注。
能源转化是指将一种能源形式转换为另一种能源形式的过程，如化学能转换为电能和热能。
化学技术在能源转化过程中发挥着重要作用，例如化学反应的催化剂制备和反应条件的优化。
化学反应为人类提供能量
温勇康
1．放热反应和吸热反应
化学反应过程产生的能量以 热能 的形式 出来，像这样的反应属于放热反应。如即热饭 盒能 加热 食物、铝热剂能焊接钢轨，都是因为 这些化学反应过程产生的能量以 热能 的形式 释放出来。化学反应需要不断地吸收 热能来维 持反应的进行，像这样的反应属于吸热反应 。 ①“即热饭盒”涉及的反应原理：
Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑
△
②铝热反应的化学方程式：
高温 2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe
2．能量的转化都是相互的
化学反应都伴随着 能量 的变化。实际上， 能量的转化都是 相互 的，一方面化学能可以 转化为电能，另一方面电能也能转化为化学能， 如氯碱工业中发生的反应 （写 出化学方程式）就是利用电能转化为化学能， 另外，化学能与 光能、电能等 之间也可以发 生相互转化。
原电池的组成
正极材料：较活泼金属
原电池
负极材料：较不活泼导体 负阳失电子，正阴得电子。 电解质溶液
如何判断原电池的正、负极
（1）依据原电池两极材料： 较活泼的金属作 负极 （K、Ca、Na太活泼， 不能作电极）；较不活泼的金属或可导电的非 金属（石墨等）作 正极 ，石墨一般都只 做 正极 。 （2）根据电流方向或电子流向： 电流（外电路）由原电池的 正极 流向 负极 ； 电子则由原电池的 负极 流向 正极 。
1
活泼性不同的导体 电解质溶液 活泼性不同的导体
2
3 4
氧化还原反应（前提）
作业： ①学案中的“课后巩固提高” ②活页P100-101。
2NaCl+2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
Байду номын сангаас通电
原电池(上交)
3、分析上述锌铜原电池中，锌失去的电子既然转移到了铜片，为什么锌片上也有气泡？（提示：从锌片的纯度上考虑）
【目标三】原电池原理应用；化学能与其他能量之间的相互转化
1、展示您所收集的电池，交流一下它们的工作原理和优缺点，了解研制新型电池的重要性
2、加快反应速率—即热贴的原理
3、比较金属活泼性
4、小组讨论化学能与其他能量之间的相互转化的实例
【环节小结】
自我检查：说出原电池原理应用的实例，了解常见化学电源的种类、工作原理及优缺点；能举出一些实例来说明化学能与其他能量相互转化。
【目标3评价】
1、下列电池中，不易造成环境污染的是（）
A锂电子电池B锌锰电池C镍镉电池D氢氧燃料电池
实验二：将实验一的实验进行改进。
1、将铜片分别换成锌片、石墨，观察是否有电流产生？（1、2小组）
2、将锌片、铜片分别插在两个烧杯的稀硫酸中，观察是否有电流产生？（3、4小组）
3、将稀硫酸换成酒精，观察是否有电流产生？（5、6小组）
4、铜、石墨连接插入氢氧化钠溶液中，观察是否有电流产生？（7、8小组）
【目标一】原电池的概念、正负极判断方法及电极反应式书写、工作原理及反应特点。
实验一
实验1：将锌片、铜片不连接，插入稀硫酸，有何现象？
实验2：将锌片、铜片靠在一起或导线连在一起插入稀硫酸，有何现象？
发现问题---------锌片、铜片靠在一起或导线连在一起时，锌片和铜片上均有气泡
探究问题---------铜片上的气泡仍然是氢气吗？它是由该体系中的哪种微粒生成的？铜片和锌片哪个参与了反应？
A正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大B电子通过导线由铜片流向锌片
化学反应为人类提供能量(16张PPT)
【巩固提升】现有下列原电池的简易装
置图能否形成电流？若能则完成下列问
题
发生的离子反应方程式为
Zn Mg
稀酸
负极材料 负极发生的反应 正极材料 正极发生的反应
通电
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2 +Cl2
课堂总结
一、化学能与热能
二、化学能与电能 1、原电池的工作原理
负极发生氧化反应，正极发生还原反应， 电子从负极移向正极，阳离子移向正极，阴 离子移向负极 2、形成原电池的条件 两极 一液 一线
一、化学能与热能
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2
2Al+Fe2O3 高温 Al2O3+2Fe
二、化学能与电能
原电池定义： 通过氧化还原反应将化学
能转化为电能的装置称为原 电池
【交流研讨】以小组为单位结合铜锌原电池的现象回 答下列问题从而认识原电池的工作原理
问题一：将铜片单独放入稀硫酸无现象说明铜片和 稀硫酸反应吗？将锌片放入稀硫酸产生什么现象？ 发生了怎样的氧化还原反应？用双线桥标出该反应 中的电子转移？
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/262021/8/262021/8/262021/8/268/26/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月26日星期四2021/8/262021/8/262021/8/26 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/262021/8/262021/8/268/26/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/262021/8/26August 26, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/262021/8/262021/8/262021/8/26
通过化学反应提供能量的例子
通过化学反应提供能量的例子1. 食物消化：人体消化食物所需的化学反应会产生一定量的热量和能量。
2. 燃烧木柴：燃木柴会产生热量和光能，用于加热空间或烹饪食物。
3. 原油加热：炼油厂将原油加热并裂解生成各种化学产品，其中包括用于加热和发电的燃料。
4. 电池：电池将化学反应转换为电能，用于为设备供电。
5. 汽油引擎：汽油的燃烧产生热能，使发动机转动从而驱动车辆。
6. 燃气炉：使用燃气或液化石油气的燃烧反应提供热力，加热房间或烹饪食物。
7. 火箭发动机：火箭发动机使用燃料和氧气进行化学反应产生推进力，将火箭送入太空。
8. 核反应堆：核反应产生的能量用于生成电力。
9. 焊接：化学反应产生的热能用于将金属焊接在一起。
10. 蒸馏酒精：将发酵的酒精加热，使其沸腾并蒸馏，将酒精分离出来。
11. 热能回收：工厂、办公楼等不断产生的热能可以通过化学反应进行回收利用，节省能源成本。
12. 内燃机：使用汽油或柴油的燃烧反应产生的热量推动活塞。
13. 火炬：将化学燃料点燃，产生火焰和热能。
14. 发电厂：使用化石燃料的燃烧反应产生高温蒸汽，推动涡轮发电机发电。
15. 防晒霜：某些化学反应可以将阳光转化为热能，用于保护皮肤避免晒伤。
16. 烧碱：将碱烧热，使其发生化学反应，生成氢气和热能。
17. 爆炸：某些强烈的化学反应会产生剧烈的爆炸，并释放出大量热能和光能。
18. 焙烤面包：烤箱使用化学反应将电能转化为热能，焙烤面包。
19. 储能系统：一些储能系统，如液态空气储能系统，利用化学反应将一种物质转化为另一种物质，以储存能量。
20. 氧化剂：化学反应中的氧化剂可以被用作消费化学能的一种方式，淡化池中氧化剂会消耗有机物，从而净化水。
化学反应提供能量是现代文明中不可或缺的一部分。
这些例子仅代表了化学反应在能源产生和利用中的一小部分。
未来，我们可以期待更多使用化学反应提供能源的新技术的出现。
生物体内氧化还原反应与能量利用
生物体内氧化还原反应与能量利用在人们日常生活中，氧化还原反应（即化学反应中的氧化和还原）是有很多应用的。
但是，这种反应不仅仅只存在于化学实验室中，而且在生物体内也发挥着重要的作用。
在生物体内，氧化还原反应的主要作用是将食物中的化学能转化为生物能，以供维持生命所需的各种生理活动。
人类摄取的食物中，主要是碳水化合物、脂肪和蛋白质。
这些食物中的分子内部散布着各种元素，如碳、氢、氧、氮等。
在食物的消化过程中，分子被逐渐分解为更小的分子，从而释放出能量。
这些小分子（如葡萄糖、脂肪酸和氨基酸等）进入细胞内后，会被进一步分解成更小的分子，直到它们被氧化为水和二氧化碳等无机分子为止。
在这个过程中，氧化还原反应起到了核心作用。
具体而言，氧化还原反应指的是一种电子转移反应，在这种反应中，原子或分子中的电子从被氧化的物质（例如食物分子）转移到还原的物质中（例如氧气分子）。
这种电子转移过程中释放出的能量，就是生物体利用的能量。
氧化还原反应有两种基本类型，即氧化和还原。
氧化指的是一种过程，其中某种物质失去电子，被氧化剂夺去；还原则是指一种过程，其中某种物质获得电子，被还原剂提供。
氧化还原反应不仅在分解食物中起作用，还在合成食物过程中也起作用。
例如，葡萄糖是一种碳水化合物，可以通过氧化还原反应的反方向合成为葡萄糖，这个过程就被称作糖异生。
在动物体内，葡萄糖异生主要发生在肝脏中。
当身体需要额外的能量时，储存在肝脏中的糖原会被分解成葡萄糖，然后转移到需要能量的组织中。
在这个过程中，氧化还原反应同样起到了重要的作用。
总体而言，生物体利用的能量来自食物分子中的电子，这些电子通过氧化还原反应转移到氧气分子中，从而释放出能量。
这个过程中，氧化还原反应起到了核心作用。
在生物体内，这个过程被称为细胞呼吸，这种呼吸机制的复杂程度，是一个显著的区别于其他一些生物的特点。
总的来说，氧化还原反应对于生命体系的维持起到了至关重要的作用。
只有通过这些反应，生物才能从外界摄取到的化学能转化为维持生命必须的能量。
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（2）比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活 动性弱的金属为正极。 例：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫 酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原 电池原理可知，金属活动性A>B。 思考：有哪些实验现象能判断电池的正负极？
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（2）比较金属的活动性强弱: 金属性 负极>正极 判断电池正负极的实验现象: a、电子：负极→导线→正极 b、电流：正极→导线→负极 c、负极不断溶解 d、正极伴随着得电子物质生成（气泡、金属„„）
负极 Zn 2+ Zn-2e =Zn
阴离子
氧化反应
铜锌原电池 稀硫酸溶液 H2SO4
正极 Cu 2H++2e- =H ↑ 2
阳离子
还原反应
氧化反应、还原反应分开在两极进行。
以下反应可否设计成原电池？ 1、稀硫酸和氢氧化钠。 2、铁和氯化铁溶液的反应。
否 是
锌片
铜片
3、原电池的构成条件：
稀硫酸
前提条件： (1)自发进行的氧化还原反应
(4)闭合回路
下列哪些装置能构成原电池？
Zn Cu
A
Zn Cu
B
C √
D √
水果
E
F
G √
试着写出下列原电池的两极上的电极反应：
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu
第2章
化学键 化学反应与能量
化学反应的应用
第 3节
第2课时 化学反应为人类提供能量——原电池
二、化学反应为人类提供能量
化学反应中既有物质变化又有能量的变化 电能 反应吸收能量 化学能 光能 反应释放能量
热能
……
提供能量
交流· 研讨
1.下图是一种“即热饭盒”的结构示意图。这种饭盒 使用起来非常方便，撤去底部的隔板几分钟后，饭菜 就变热了，请从能量转化的角度说明其中的道理。
锌片
铜片
稀硫酸
化学能转变为电能——原电池 1、原电池 : 把化学能转化为电能的装置。
2、原电池的工作原理
负极(-):电子流出的一极 Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极(+)： 2H++2e- =H2↑ (还原反应)
锌片
e-
铜片
e-
SO42Zn2+ H+
稀硫酸
铜锌原电池原理小结：
失e-，沿导线传递，有电流产生
2.请将氧化还原反应：Fe + CuCl2= Cu + FeCl2 设计成一个原电池，并写出正负极反应。
Fe
CuCl2 溶液
负极（铁片）： Zn －2e - = Fe2+ 正极（碳棒）： Cu2+ + 2e- = Cu
4、原电池原理的应用
（1）设计原电池 从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设 计成原电池。 例：利用Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2设计成如 图所示的原电池，该原电池的电极反应式为： 负极(Cu)：Cu － 2e－ →Cu2＋(氧化反应) 正极(C)：2Fe3＋＋2e－→2Fe2＋(还原反应)
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练一练
1、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为电池的负 极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 A． X＞ Y＞ Z C C． ．Y Y＞ ＞X X＞ ＞Z Z B ． X＞ Z＞ Y D ． Y＞ Z＞ X
2、现有A、B、C、D四种金属，把A、 B分别浸入稀H2SO4中，产生气泡都
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1、原电池原理： (1) 原电池：将化学能转化为电能的装置。
失e-，沿导线传递，有电流产生 氧化反应
负极 阴离子
原电池
正极
还原反应
电解质溶液 阳离子
2、 原电池的构成条件：
（1）首先是自发的氧化还原反应； （2）两种金属活泼性不同的电极； （金属或一种非金属导体） （3）电解质溶液 （4）闭合回路
稀硫酸 铜片
铜片上无气泡
稀硫酸 锌片
铜片
铜与硫酸不反应
铜片上有气泡 电流表发生偏转
气体是什么？ 电流是怎么产生的？
稀硫酸
1.第三个实验中发生的化学反应是？
2e
Zn + H2SO4 = H2 ↑ +ZnSO4
2.为什么这个反应具有将化学能转化为电能的条件？
氧化还原反应→电子的定向移动(先决条件)
3. 氧—还反应在什么条件下化学能转化为电能呢？
实验探究二:
实验装置
（电极材料）
①
能否构成 原电池
构成原电 池条件 能
②
能
③
不能
(2)活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属(失电子、导电) 思考：负极材料和正极材料可以是哪类物质？
正极：较不活泼的金属、石墨等（导电）
实验探究三:
Fe
（溶液）
实验装置
（ 1）
能否构成 原电池 构成原电 池条件 能
（ 2）
不能
（ 3）
能
电极必须插入 电解质溶液 中
原电池的负极和电解质 思考： 反应实质？溶液发生氧化还原反应
实验探究四: 实验装置
（是否闭合）
（ 1）
能否构成原 电池 构成原电池 条件 不能 能
（ 2）
两极相连形成闭合回路
思考：
两电极直接接触算闭合回路吗？ 是
3、原电池构成条件：
(1)首先是自发的氧化还原反应； (2)两种活泼性不同的电极； （金属或一种非金属导体） (3)电解质溶液
很慢；把 C 、 D 分别浸入稀 H 2 SO 4 中，
产生气泡都很快；把A、B用导线连
接时， A 上有气泡析出；把 C 浸入 D 的
硝酸盐溶液中，C的表面有D析出。
这四种金属的活动性顺序由强到弱 为 C＞D＞B＞A 。
（3）加快氧化还原反应速率 例：实验室用 Zn 和稀 H2SO4( 或稀盐酸 ) 反应制 H2 ，常用粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀 H2SO4的溶液(或稀盐酸)形成原电池，使产生H2 的速率加快。
提示：金属镁在一定条件下 可与水反应，放出热量。 Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2
化学能
热能
交流· 研讨
2. 铁路工人经常用利用铝热剂来焊接铁轨，你能解释 其中的原因吗？
化学能
热能
3.化学反应是否能转成电能？如果能，如何转化？
实验步骤
锌片
现象
锌片2H+ = Zn2++H2↑
3.化学能与光能的相互转化
化学能
燃烧
光合作用
光能
如：光化学电池 太阳能分解水制氢气
热能
化学反应提供能源
电能
光能……
学以致用
请您当医生
格林太太漂亮、开朗、乐观。当她开怀大笑时， 可以发现整齐的牙齿中镶有两颗假牙： 其中一颗是黄金的——这是她富有的标志； 另一颗是不锈钢的——这是车祸后留下的痕迹。 令人不解的是，自从车祸后，格林太太经常头 痛、夜间失眠、心情烦躁„„医生搅尽脑汁病情 仍未好转„„ 一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格 林太太揭开了病因。化学家发现了什么？ 你能为格林太太开一个药方吗？