6.1.2化学反应与能量变化的 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.1.2化学反应与能量变化 1.了解化学能与电能之间的转化关系。 2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。 3.通过实验会说明原电池的原理，会判断原电池的正极、负极，会正确书写简单电极反应式，熟知原电池的应用。 4.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点，并能正确书写简单化学电源的电极反应式。 课程目标 情境课堂 人们冬天时想吃得热一些，夏天时想喝得冷一些,于是发明了微波炉、冰箱等设备，但这些设备太大，不方便携带。现在就有了“自热火锅”，摇一摇就会冷的食品“摇摇冰”，非常方便，也非常有趣。一次性冰袋使用方便，可以在野外、旅途中以及高温作业时使用。它对治疗中暑、头痛发热、运动型拉伤，以及对提神醒脑都可产生良好的效果。“自热火锅”和“摇摇冰”的原理是什么? 化学反应中能量变化的原因 一 1、微观解释——化学键与化学反应 中能量变化的关系 （1）化学反应的本质：化学反应的过程可以看作是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。 （2）化学反应能量变化原因： 吸收 放出 2、宏观解释——反应前后物质总能量与化学反应 中能量变化的关系 反应物的总能量＞生成物的总能量，放出热量 反应物的总能量＜生成物的总能量，吸收热量 3、化学反应能量变化的计算 679 862 183 ＞ ＜ 类型比较 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键强弱的关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 4、吸热反应与放热反应的比较 5、放热反应和吸热反应的三种判断方法 Zn+2H+=Zn2++H2 ↑ 2e- 稀硫酸 Zn Zn逐渐溶解 Zn表面产生气泡溶液变热 现象： 【实验一】 什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子？ 二、把化学能直接转变为电能的装置 化学能 热能 【实验二】 锌片上产生大量的气泡 铜片无明显现象 稀硫酸 Zn Cu 现象： 探究1:把化学能直接转变为电能的装置 稀硫酸 Zn Cu 现象： 探究1:把化学能直接转变为电能的装置 【实验三】 锌片逐渐溶解，产生少量气泡 铜片上有气泡产生 电流表指针发生偏转 A 稀硫酸 Zn Cu 探究1:把化学能直接转变为电能的装置 【实验三】 A 反应本质没有改变 Zn+2H+=Zn2++H2↑ 改变的是氧化和还原反应在两个区域发生 Zn - 2e- = Zn2+ 2H+ + 2e- = H2↑ 化学能 电能 稀硫酸 Zn Cu 将Zn片、Cu片上端连接插入稀硫酸中，有什么现象？为什么？ 三、化学电池 1．锌锰干电池（一次电池） (1)构造示意图 (2)特点：放电之后不能充电。 生活中的电池 2．充电电池（二次电池） (1)特点：放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。 (2)实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 (3)应用：手机、笔记本式计算机、照相机和摄像机等 所用的电池大多是锂离子电池。 3．燃料电池（P39） (1)概念：将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 (2)特点： ①清洁（以H2为燃料时，产物为H2O；以CH4为燃料时，产物为H2O和CO2）、安全、高效（能量转化率可以达到80％）； ②反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供； ③供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，且充电时间较短。 【拓展】氢氧燃料电池 Pt(石墨)制作的惰性电极，通入H2的一极是负极，通入O2的一极是正极。反应原理:2H2＋O2＝2H2O a.碱性电解质溶液:KOH溶液 负极: 2H2+4OH－－4e-＝4H2O 正极: O2＋2H2O ＋ 4e-＝4OH－ 总反应：2H2＋O2＝2H2O b.酸性电解质溶液: HCl溶液 负极: 2H2-4e-=4H+ 正极: O2+4H++4e- =2H2O 总反应：2H2＋O2＝2H2O A Pt (-) Pt (+) 正极室 负极室 隔膜 电解质溶液 H2 O2 【课堂练习】 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（ ） 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 C 2．下列图示变化为吸热反应的是(　　) A 3.已知反应X＋Y＝M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ） A.X的能量一定高于M B.Y的能量一定高于N C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D.因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 4.下列反应属于吸热反应的是（ ） A．过氧化钠溶于水　　　 B．甲烷燃烧 C．锌片溶于稀硫酸 D．煅烧石灰石 C D 5.一定条件下，石墨转化为金刚石需要吸收能量。在该条件下，下列结论不正确的是（ ） A.金刚石转化为石墨是放热反应 B.1 mol C（金刚石）比1 mol C（石墨）的总能量高 C．石墨比金刚石稳定 D．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 6．下列不属于可充电电池的是(　　) A．碱性锌锰电池　　　B．手机用锂电池 C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池 D A 能量变化 物质变化 化学反应 转化形式 光能、电能等 热能 常见吸热反应 （1）氢氧化钡与氯化铵反应 （2）盐酸与碳酸氢钠反应 （3）大多数分解反应 （4）用C、H2、CO作为还原剂 的氧化还原反应（自身燃烧除外） 常见放热反应 （1）活泼金属与酸反应 （2）燃烧反应 （3）酸碱中和反应 （4）大多数化合反应 变化原因 微观角度：旧键断裂吸收能量 新键形成释放能量 E吸>E放 吸收能量 E吸<E放 释放能量 宏观角度： 反应物、生成物的总能量存在差异 E反应物< E生成物 吸收能量 E反应物> E生成物 释放能量 课堂小结 ①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示： 断裂化学键吸收的能量 形成化学键放出的能量 H2 Cl2 HCl 1 mol化学键 436 kJ 243 kJ 431 kJ H2＋Cl2===2HCl 共吸收 kJ 共放出 kJ 反应放出 kJ热量 计算公式为：ΔQ＝Q(吸)－Q(放) ΔQ 0，反应为吸热反应； ΔQ 0，反应为放热反应。 （1）．根据经验规律判断 用常见吸热反应和放热反应的反应类型来判断。 （2）．根据反应物和生成物的总能量大小判断 反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应。 （3）．根据化学键断裂和形成时能量变化关系判断 破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。 $$