第2章 02-第2节 化学反应与能量转化（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一化学必修第二册（鲁科版）

该高中化学课件聚焦化学反应与能量转化，涵盖吸热放热反应本质、原电池原理及化学电源等核心知识点。通过易混辨析和课后拓展问题导入，构建从能量变化本质到原电池应用的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于融合化学观念（能量转化规律）、科学思维（典例分析与证据推理）和科学探究（原电池设计实践）。如原电池构成“四看”判断法、电极反应式书写步骤等结构化内容，帮助学生构建知识体系，教师可借助这些特色提升教学效率。

第2节　化学反应与能量转化 必备知识 清单破 知识点 1 化学反应中能量变化的本质及转化形式 1.吸热反应与放热反应 (1)概念:吸热反应即最终表现为吸收热量的化学反应,放热反应即最终表现为释放热量的化 学反应。 (2)常见的吸热反应和放热反应 ①吸热反应:碳酸氢钠和柠檬酸的反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、大多数分解反应 (如CaCO3的分解)、高温下CO2和碳单质生成CO的反应、高温下焦炭与水的反应等。 ②放热反应:可燃物的燃烧、缓慢氧化、酸碱中和反应、金属与酸或水的反应、大多数化合 反应等。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 易混辨析 　　吸热反应和放热反应均是化学反应。浓H2SO4的稀释,属于放热过程,不属于放热反应; NH4NO3固体溶于水属于吸热过程,不属于吸热反应。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 2.化学反应中能量转化的原因(详见定点1) 3.化学反应中能量转化的形式 化学反应的能量变化可以看作是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或 光能等释放出来的过程,或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储 存”起来的过程。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 4.研究化学反应中能量变化的意义 (1)利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量,用于生产、生活和科研。 例如,焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量。 (2)利用热能、电能等促使很多化学反应发生,获得所需要的物质,如煅烧石灰石制取生石 灰、太阳能光解水制氢等。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 知识点 2 化学反应能量转化的重要应用——化学电池 1.原电池 (1)定义:利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 (2)工作原理:还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应,并通过能导 电的物质形成闭合回路产生电流。以铜锌原电池为例,示意图如下:   原电池的总反应:2H++Zn  H2↑+Zn2+ 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 (3)原电池反应的本质是自发进行的氧化还原反应。 (4)原电池构成条件   第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 2.化学电源 (1)干电池(一次电池):活泼金属做负极,负极被腐蚀或消耗,如锌锰干电池。 (2)充电电池(二次电池):可充电循环使用,如铅蓄电池、锂离子电池。 (3)燃料电池:两电极均为惰性电极,电极本身不发生反应,通入的物质在电极上发生反应,该种 电池能量转换效率高,无污染。如以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池,负极电 极反应:2H2-4e-+4OH-  4H2O;正极电极反应:O2+4e-+2H2O  4OH-;总反应方程式:2H2+O2   2H2O。 3.原电池原理的应用(详见定点2) 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 知识辨析 1.化学反应必然伴随着能量变化,这种说法正确吗? 2.需要加热或点燃才能发生的反应一定是吸热反应,这种说法正确吗? 3.所有的化学反应,都可以设计成原电池,这种说法正确吗? 4.原电池中,一定是还原剂做负极材料,这种说法正确吗? 5.原电池在工作时,电子通过电解质溶液形成电流,这种说法正确吗? 6.在原电池中,正极材料与负极材料一定是活泼性不同的金属或金属与可导电的非金属,这种 说法正确吗? 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 7.对于放热反应2H2+O2  2H2O来说,断裂1个 键和1个 键所吸收的总能量 小于形成1个 键所放出的能量,这种说法正确吗? 8.放热反应中有热量放出,即有热量放出的过程一定是放热反应,这种说法正确吗? 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 一语破的 1.正确。在任何化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是不会相等的, 在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 2.不正确。加热和点燃是反应的条件,和反应是吸热还是放热没有直接关系,反应是吸热还是 放热,是由反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小决定的。 3.不正确。只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 4.不正确。如氢氧燃料电池中,H2做还原剂,为负极反应物,但氢气为气体,不能做负极材料,只 能选择铂棒或石墨棒等固态导体做负极材料。 5.不正确。电子只能由电池负极经导线流向正极,溶液中是电解质中的阴、阳离子定向移动 导电。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 6.不正确。在原电池中,正极材料与负极材料一般是活泼性不同的金属或金属与可导电的非 金属,但在燃料电池中,正、负极材料可以相同。 7.不正确。放热反应中断裂旧键吸收的总能量小于形成新键放出的总能量。对该反应来说, 断裂2个 键和1个 键所吸收的总能量小于形成4个 键所放出的能 量。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 8.不正确。放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应中一定放出热量;但有热 量放出的过程不一定是放热反应,也可能是有热量放出的物理变化,如浓硫酸的稀释等。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 关键能力 定点破 定点 1 化学反应中的能量变化 1.化学反应中能量转化的原因 (1)从化学键的角度——微观角度分析   　　反应过程的图示如下:   第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 (2)从物质本身所具有的能量角度——宏观角度分析        ①放热反应:反应物的总能量>生成物的总能量。 ②吸热反应:反应物的总能量<生成物的总能量。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 2.化学反应中能量变化的计算 (1)化学反应中的能量变化计算公式 ①反应的能量变化=生成物能量之和-反应物能量之和。 ②反应的能量变化=断裂旧化学键吸收的能量之和-形成新化学键释放的能量之和[以H2(g)+  O2(g)  H2O(g)为例]。   第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 　　断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量(即H—H键的键能为436 kJ·mol-1),断裂  mol O  O 键吸收249 kJ能量(即O O键的键能为498 kJ·mol-1),1 mol H2和  mol O2发生反应,吸收的能 量之和为(436+249) kJ,生成1 mol H2O所放出的能量是930 kJ,该反应的能量变化= (436+249) kJ-930 kJ=-245 kJ。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 知识拓展 　　通常人们把断裂1 mol化学键吸收的能量看作该化学键的键能。 (2)化学反应中能量变化相关计算的注意事项 ①分清是利用物质的总能量计算还是利用物质中所含化学键的键能计算。 ②利用键能计算时,不仅要注意物质中化学键的数目,还要注意参加反应的物质的物质的 量。 ③断裂1 mol H—H键吸收的能量与形成1 mol H—H键放出的能量相等。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 典例　N2H4(g)分解的能量变化如图所示,则下列说法正确的是 (　    )   A.该反应为放热反应 B.1 mol N2H4(g)的能量低于1 mol N2(g)的能量 C.1 mol N2H4(g)分解生成1 mol N2(g)和2 mol H2(g)时,吸收的能量为(50.7+a) kJ D.该反应断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量 D 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 思路点拨　先根据能量变化的示意图判断是放热反应还是吸热反应,再根据相关数据计算能 量变化。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 解析　由图像可知,反应物总能量低于生成物总能量,所以该反应为吸热反应,故A错误;根据 图像无法比较1 mol N2H4(g)的能量与1 mol N2(g)的能量大小,故B错误;由图像可知,1 mol N2H 4(g)分解生成1 mol N2(g)和2 mol H2(g)时,吸收的能量为50.7 kJ,故C错误;该反应为吸热反应, 所以断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量,故D正确。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 定点 2 原电池的工作原理及应用 1.原电池的工作原理   (1)反应类型:负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 (2)电子的移动方向:从负极流出,经导线流向正极。 (3)离子的移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 (4)原电池装置的判断——四看 ①看本质:有无自发的氧化还原反应发生; ②看电极:两极为导体,且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极); ③看溶液:两极插入电解质溶液中; ④看回路:形成闭合回路。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 2.原电池原理的应用 (1)加快氧化还原反应的反应速率:如实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫酸 铜溶液,形成原电池,加快反应速率。 (2)比较金属活泼性强弱:一般原电池中,活泼金属做负极,发生氧化反应,较不活泼金属做正 极,在正极上发生还原反应。 (3)设计原电池 ①定:确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 ②拆:将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个“半”反应,分别作为负极和正极的 电极反应。还原剂-ne-  氧化产物(负极);氧化剂+ne-  还原产物(正极)。 ③找:根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液,正极一般选 择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 ④画:连接电路形成闭合回路,画出原电池示意图。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 方法技巧　原电池正、负极的判断方法   第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 典例　根据所学知识,回答下列问题: (1)根据氧化还原反应2Fe3++Cu  2Fe2++Cu2+设计的原电池如图所示,则电极X的材料应为 　　　    (填名称),电解质溶液Y的溶质为　　　    (填化学式)。 (2)原电池可以将化学能直接转化为电能,根据这一原理推测,能设计原电池的氧化还原反应 一般是　　　    (填“吸热”或“放热”)反应,下列物质之间的化学变化能设计成原电池的 是　　　    (填字母)。 A.氧化钙与二氧化碳反应 B.碳酸氢钠与盐酸反应 C.氢气与氧气反应 D.氢氧化钠与盐酸反应 铜 FeCl3(合理即可) 放热 C 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 (3)某学校化学兴趣小组的同学发现:实验室用稀硫酸和锌粒制取H2时,加入几滴硫酸铜溶液, 生成氢气的速率明显加快,并且反应结束后容器中有少量红色固体剩余。已知:将氧化还原 反应设计成原电池时会加快反应速率。则在本实验中,加入几滴CuSO4溶液可以加快生成氢 气的速率的原因是　　　　　　　　　　　　　　　    。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、 FeSO4、K2SO4 4种物质的溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是　　　    。 锌粒先与CuSO4反应生成Cu附着在其表面,形成原电池 FeSO4溶液 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 思路点拨　解答本题需掌握原电池原理的实际应用。如能把氧化还原反应分成“氧化反 应”和“还原反应”两部分,进而确定负极和正极反应式;制备H2时若装置中能形成原电池, 则能加快化学反应速率。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 解析    (1)反应2Fe3++Cu  2Fe2++Cu2+中,Cu发生氧化反应,为原电池的负极,故电极X的材料 应为铜,Fe3+在石墨电极上发生还原反应,故电解质溶液Y的溶质可以为FeCl3或Fe2(SO4)3等。 (2)能设计成原电池的反应一般是放热的氧化还原反应。氧化钙与CO2的反应、NaHCO3与 盐酸的反应、NaOH与盐酸的反应均为非氧化还原反应,均不能设计成原电池;H2与O2的反应 属于氧化还原反应且为放热反应,故可设计成原电池,C项正确。(3)Zn为活泼金属,加入CuSO 4溶液时,溶液中发生反应Zn+CuSO4  Cu+ZnSO4,置换出Cu,形成铜锌原电池,可加快化学 反应速率。FeSO4溶液与Zn能发生置换反应生成Fe,形成铁锌原电池,加快反应速率;而Zn与 另外3种物质的溶液均不能发生置换反应。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 定点 3 电极反应式的书写 1.书写电极反应式的原则 　　电极反应式遵循质量守恒、电荷守恒等,遵循离子方程式的书写规则,两电极反应式相 加得电池总化学(或离子)方程式。 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 2.电极反应式的书写思路   第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 特别提醒 　　若某电极反应式较难写时,可先写出较易写的电极反应式,在保证电子转移数目相同的 情况下,用总反应式减去较易写的电极反应式,即可得出较难写的电极反应式。如CH3OCH3 (二甲醚)酸性燃料电池中: 总反应式:CH3OCH3+3O2  2CO2+3H2O 正极反应式:3O2+12H++12e-  6H2O 负极反应式:CH3OCH3+3H2O-12e-  2CO2+12H+ 第2章 化学键 化学反应规律 高中同步 $