魯科版必修2 第2章第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用（第2課時(shí)） 課件（36張）.ppt

第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類(lèi)提供能量 1 放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的能量以的形式出來(lái) 像這樣的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng) 即熱飯盒能食物 能焊接鋼軌的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng) 篤學(xué)一化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化 熱能 釋放 加熱 鋁熱劑 2 吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)需要不斷地吸收熱能來(lái)維持反應(yīng)的進(jìn)行 像這樣的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng) 1 原電池的含義原電池是利用反應(yīng)將能轉(zhuǎn)化為能的裝置 2 探究原電池的工作原理 篤學(xué)二化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 氧化還原 化學(xué) 電 無(wú)明顯現(xiàn)象 不反應(yīng) 溶解 氣泡 無(wú)明顯 現(xiàn)象 溶解 氣泡 氣泡 cu 得到 偏轉(zhuǎn) 電流 3 原電池的工作原理在實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)把銅片和鋅片用導(dǎo)線連接好一同浸入稀硫酸時(shí) 由于金屬鋅比金屬銅 鋅原子容易電子被成zn2 進(jìn)入溶液 鋅片上的電子通過(guò)流向銅片 溶液中的h 從銅片電子而被成氫原子 氫原子再結(jié)合成氫分子從上逸出 這樣 在連接鋅片和銅片的中電子做定向移動(dòng) 形成 可見(jiàn) 原電池是利用反應(yīng)將能轉(zhuǎn)化成能的 活潑 失去 氧化 導(dǎo)線 獲得 還原 銅片 導(dǎo)線 電流 氧化還原 化學(xué) 電 4 原電池的構(gòu)成 1 極 活潑金屬 正極 不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體 有 導(dǎo)線 兩個(gè)電極構(gòu)成閉合回路 能自發(fā)發(fā)生的反應(yīng) 負(fù) 電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液 氧化還原 2 常見(jiàn)電池 干電池 又稱(chēng) 如鋅錳電池 蓄電池 又稱(chēng) 如鉛蓄電池 鎳氫電池 鋰電池 電池 其能量轉(zhuǎn)化率高 能長(zhǎng)時(shí)間提供電能 如氫氧燃料電池 一次電池 二次電池 燃料 1 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化工生產(chǎn)中通過(guò)電解飽和食鹽水來(lái)制備燒堿 氫氣和氯氣就是向能的轉(zhuǎn)化 2 化學(xué)能與光能的相互轉(zhuǎn)化許多物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)發(fā)光就是能轉(zhuǎn)化為能 而綠色植物的光合作用則實(shí)現(xiàn)了能向能的轉(zhuǎn)化 篤學(xué)三化學(xué)能與其他形式的能量的相互轉(zhuǎn)化 電能 化學(xué) 化學(xué) 光 光 化學(xué) 慎思1 列舉常見(jiàn)的放熱反應(yīng)有哪些 提示 1 所有的燃燒反應(yīng) 2 酸堿中和反應(yīng) 3 活潑金屬與酸或h2o生成h2的反應(yīng) 4 多數(shù)化合反應(yīng) 5 物質(zhì)的緩慢氧化 慎思2 構(gòu)成原電池的基本條件是什么 提示 1 兩種活動(dòng)性不同的金屬做電極 2 電解質(zhì)溶液 3 導(dǎo)線 4 自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 5 形成閉合回路 慎思3 原電池的負(fù)極只能是金屬嗎 提示不是 理論上說(shuō)任何氧化還原反應(yīng)都有電子得失 所以除了金屬能作原電池的負(fù)極外 能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的非金屬中 也有可能作負(fù)極 慎思4 原電池原理中的 閉合回路 其含義是什么 提示原電池在工作時(shí) 帶電粒子是按照一定的規(guī)律 沿一定方向運(yùn)動(dòng)的 應(yīng)當(dāng)從兩方面掌握 一是溶液中的陰離子向負(fù)極方向運(yùn)動(dòng) 而帶正電的陽(yáng)離子向正極方向運(yùn)動(dòng) 二是導(dǎo)線上電子從負(fù)極流向正極 電流從正極流向負(fù)極 整個(gè)回路上帶同種電荷的粒子沿一個(gè)方向在不停地運(yùn)動(dòng) 可示意為 慎思5 銅鋅原電池工作一段時(shí)間后離子濃度怎樣變化 電流會(huì)減弱嗎 慎思6 燃料電池在工作時(shí)燃燒嗎 提示不燃燒 因?yàn)槿剂想姵氐脑鲜窃趦蓸O分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 而不是直接進(jìn)行得失電子的反應(yīng) 要點(diǎn)一 原電池的工作原理 例1 關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是 a 銅是負(fù)極 銅片上有氣泡產(chǎn)生b 銅片是正極 該電極周?chē)芤簹潆x子濃度不變c 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片d 氫離子在銅片表面被還原 解析如圖所示裝置是原電池 活潑的鋅為負(fù)極 失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 本身質(zhì)量逐漸減少 而銅極為正極 上面富集電子 h 移向銅極 h 濃度增大 h 發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生h2 答案d 銅鋅原電池工作原理如下所示 體驗(yàn)1 關(guān)于原電池的下列說(shuō)法正確的是 a 在正極上發(fā)生氧化反應(yīng)b 化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬為負(fù)極c 在外電路電子流出的是正極d 原電池是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 解析原電池相對(duì)較活潑的金屬作負(fù)極 負(fù)極本身參與反應(yīng) 失去電子被氧化 是電子流出的一極 相對(duì)不活潑的金屬或非金屬作正極 正極上電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子得到電子被還原 是電子流入的一極 因此 原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 答案b 1 由組成原電池兩極材料相對(duì)活潑性判斷一般相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極 活潑性弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極 2 依據(jù)電流的方向或電子流動(dòng)的方向判斷電流由正極流向負(fù)極 電子由負(fù)極流向正極 3 依據(jù)原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)離子移動(dòng)的方向來(lái)判斷在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi) 陽(yáng)離子移向正極 陰離子移向負(fù)極 要點(diǎn)二 原電池的正 負(fù)極判斷 4 依據(jù)原電池兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型來(lái)判斷原電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng) 正極上發(fā)生還原反應(yīng) 5 依據(jù)某些現(xiàn)象來(lái)判斷電極溶解的一極為負(fù)極 電極增重或產(chǎn)生氣體的一極為正極 說(shuō)明 1 電極材料有時(shí)并不一定是金屬 如石墨碳棒 有時(shí)還可以是相同的金屬 如金屬鉑 但電極反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng) 如 氫氧燃料電池 2 負(fù)極與電解質(zhì)溶液的溶質(zhì)不一定要發(fā)生反應(yīng) 但負(fù)極上一定有物質(zhì)失去電子變成陽(yáng)離子或消耗陰離子 例2 下圖是zn和cu組成的原電池示意圖 某小組做完該實(shí)驗(yàn)后 在讀書(shū)卡片上記錄如下圖 卡片上描述合理的是 a b c d 解析cu zn h2so4原電池中 鋅為負(fù)極 電子由鋅 銅 導(dǎo)線中電流由銅 鋅 鋅失去電子而溶解 溶液中的h 移向銅片 在cu極得到電子而產(chǎn)生h2氣泡 故d項(xiàng)正確 答案d 原電池正 負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng) 如果給出一個(gè)方程式判斷正 負(fù)極 可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來(lái)判斷 發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極 發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極 判斷電極時(shí) 不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活潑性來(lái)判斷 要看反應(yīng)的具體情況 如 a al在強(qiáng)堿性溶液中比mg更易失電子 al作負(fù)極 mg作正極 b fe al在濃hno3中鈍化后 比cu等金屬更難失電子 cu等金屬作負(fù)極 fe al作正極 體驗(yàn)2 如圖為氫氧燃料電池原理示意圖 根據(jù)此圖的提示 下列敘述不正確的是 a a電極是負(fù)極b b電極的電極反應(yīng)為4oh 4e 2h2o o2 c 氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源d 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部貯存在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 解析氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2h2 o2 2h2o 因此a電極上發(fā)生反應(yīng)2h2 4e 4h a電極是負(fù)極 b電極上發(fā)生反應(yīng)o2 2h2o 4e 4oh b電極是正極 以上電極反應(yīng)式 適用于電解質(zhì)溶液為na2so4溶液等 氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率較高 且產(chǎn)物是h2o 無(wú)污染 是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 氫氧燃料電池通入h2 o2就能工作 無(wú)需將h2 o2貯存在電池內(nèi)部 答案b 規(guī)律探究十二原電池原理多方位的應(yīng)用 知識(shí)支持 1 加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大 例如 在zn與稀h2so4反應(yīng)時(shí) 加入少量cuso4溶液能使產(chǎn)生h2的速率增大 2 比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí) 一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑 例如 有兩種金屬a b 用導(dǎo)線連接或a b之間用導(dǎo)線連上靈敏電流計(jì)后 插入到稀h2so4中 觀察到a溶解 b極上有氣泡產(chǎn)生 則推測(cè)a為負(fù)極 b為正極 金屬活動(dòng)性a b 3 用于金屬的保護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù) 例如 要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等 可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連 使鋅作原電池的負(fù)極 4 設(shè)計(jì)電池 制造化學(xué)電源理論上能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池 問(wèn)題探究 有a b c d四個(gè)金屬電極 有關(guān)的化學(xué)裝置 部分反應(yīng)現(xiàn)象如下 由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是 a a b c db b c d ac d a b cd a b d c 解析在a b cuso4溶液的原電池中