6.1+化学反应与能量变化ppt课件（含视频）共46张ppt-（2019）新人教版高中化学必修二.rar

1、第一节 化学反应与能量变化一、化学反应与热能现象：镁条表面产生大量气泡温度由21度，上升到51度现象：1、产生有刺激性气味的气体2、烧杯变凉，滴有几滴水的木片粘到了烧杯底部3、烧杯内产物呈糊状（一）常见的吸、放热反应1、放热反应：（1）定义： 释放热量的化学反应称为放热反应（2）常见的放热反应：所有的燃烧反应和缓慢氧化反应、 所有的酸碱中和反应、大多数化合反应、铝热反应、活泼金属与水或酸的反应2、吸热反应：（1）定义： 吸收热量的化学反应成为吸热反应（2）常见的吸热反应：大多数的分解反应、C+CO2C+H2O(g)Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3H2O+8H2O、Na

2、HCO3+HCl=H2O+CO2+NaCl2COCO+H2注：NaOH固体溶于水、浓硫酸的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发等属于吸热过程，不属于吸热反应。吸热反应和放热反应均是化学反应需要加热的反应不一定是吸热反应在可逆反应中，如果正反应为吸热，则逆反应为放热（二）化学反应中能量变化的原因1、微观：化学键的断裂与形成反应物断键吸收能量 生成物成键释放能量 吸收能量吸热反应反应物断键吸收能量 生成物的总能量放热反应反应物的总能量生成物的总能量吸热反应图示图示能量相对大小能量相对大小反应物的总能量反应物的总能量_ _ _生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能

3、量反应物的总能量_生成物的总能量生成物的总能量反应类型反应类型_反应反应_反应反应大于放热小于吸热3、吸热反应和放热反应的判断方法（1）根据反应物和生成物的总能量大小判断（2）根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断（3）根据经验判断常见的吸放热反应（4）根据生成物和反应物的相对稳定性判断由稳定的物质（能量低）生成不稳定的物质（能量高）的反应为吸热反应，反之为放热反应（三）人类对能源的利用及能源现状1、人类对化学反应中热能的利用燃烧（1）发现：始于火的发现（2）早期：以树枝杂草为主要能源（3）现代：以煤、石油和天然气为主要能源2、利用最多的化石燃料面临的两个亟待解决的问题（1）能源短缺问题日

4、益突出（2）燃烧排放的粉尘、SO2、NOX、CO等造成了大气污染3、节能减排，寻找清洁的新能源（1）节能：主要是充分有效地利用资源。如在燃料利用的过程中，节能的主要环节有两个：一是燃料燃烧阶段，提高燃料的燃烧效率；二是能量利用阶段，提高能源利用率（2）理想新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染的特点。如太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能4、能源分类： 标准分类定义举例按转换过程分按性质分按利用历史分一次能源 二次能源 从自然界直接取得的自然资源 煤、石油、天然气等化石燃料，水能、风能、生物质能、太阳能等 一次能源经过加工转换后获得的能源 各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气 可再生

5、能源 不可再生能源 经过亿万年形成的短期内无法恢复的能源 石油、煤、天然气等化石燃料、核能等 可持续利用的一次能源 风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能、沼气等 在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛利用的能源 常规能源 新能源 煤、石油、天然气、水能等 随着科技的不断发展，才开始被人类采用先进的方法加以利用的古老能源以及新发展的被人类利用先进技术所获得的能源 地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能和生物质能等 二、化学反应与电能（一）我国电能的主要来源火力发电化学能燃料燃烧热能蒸汽轮机机械能发电机电能缺点：过程长低效污染如何解决？化学电池：化学电池：化学能化学电池氧化还原反应电能优点

6、： 过程短高效清洁现象：（1）锌片上有气泡产生,铜片上无气泡（2）铜片上有气泡产生（3）电流表指针发生偏转（二）原电池1、定义：将化学能转化为电能的装置注：原电池中的化学能并非全部转化为电能，有一部分转化成热能等其他形式的能量原电池的构成要素有哪些？原电池的构成要素有哪些？（1）水果的作用：水果中的液体相当于电解质溶液（2）正极材料和负极材料的种类不同（3）正、负电极；电解质溶液；闭合回路2、构成条件：两极一液一连线，氧化还原是条件（1）两个能导电的电极正极和负极：两极的构成情况：活泼性不同的两种金属金属和非金属 金属和化合物 惰性电极：Pt、C注：1、很活泼的金属单质一般不作原电池的负极，如

7、：K、Ca、Na等2、有些原电池的两极活泼性相同， 如燃料电池（2）要有电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液的情况：电解质溶液一般要能够与负极发生反应电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：O2）（3）形成闭合回路的情况：导线相连电极直接接触（4）氧化还原反应：氧化还原反应是自发进行的，但自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池3、能否构成原电池的判断四看（1）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）（2）看溶液两极插入电解质溶液中（3）看回路形成闭合回路或两极直接接触（4）看本质有无自发的氧化还原反应发生例题：答案：B4、正负极的判断方法：（1）电极反应：负

8、极氧化反应，正极还原反应（2）电子或电流的流向：电子：负正；电流：正负（3）离子流向：阳离子正极，阴离子负极； 即“正向正，负向负”（4）电极材料：活泼金属作负极； 不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极注：不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况举例：铝镁氢氧化钠电解质，铝铜或铁铜浓硝酸电解质（5）其他：质量增加正极，气体正极，pH正极质量减少负极，举例：（1）电极反应：负极氧化反应，正极还原反应（3）电子或电流的流向：电子：负正；电流：正负（2）离子流向：正向正，负向负”5、电极反应式的书写（1）分析电极反应：负极 氧化产物 正极 还原产物（2）注意电解质溶液环境：电极产物在电解

9、质溶液中 应稳定存在 氧化反应，失电子还原反应，得电子2、碱性介质中，若生成H+，结合OH-H2O1、酸性介质中，若生成OH-,结合H+H2O 3、碱性介质中，若生成CO2，结合OH-CO32- 4、碱性介质中，若生成金属阳离子，则可能会结 合OH-沉淀M(OH)n（3）遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、 转移电子守恒（4）两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个 电极反应式，可得另一个电极的反应式 （5）规律：一般来说，金属作负极的原电池负极： 酸性或中性介质中：Mne-=Mnn+ 碱性介质中:Mne-+nOH-=M(OH)n正极：酸性介质中：2H+2e-=H2 阳离子与金属反应的介质

10、中：NX+xe-=N阳离子不与金属反应的介质中：O2+4e-+2H2O=4OH- 特殊：铝镁氢氧化钠电解质，铝铜浓硝酸电解质注：电极反应式中若有气体生成，需加“”；若有固体生成，一般不标“” 练习：写出下列原电池中的电极反应和总反应1、Mg稀硫酸Cu2、Fe稀盐酸C3、CuFeCl3溶液Pt4、ZnAgNO3溶液Cu5、MgNaOH溶液Cu6、FeKCl溶液Cu7、AlNaOH溶液Mg8、Al浓硝酸Cu1、负极：Mg 2e -=Mg2+ 正极： 2H+2e-=H2 总反应： Mg+ 2H+= Mg2+ H2答案：2、负极：Fe2e -=Fe2+ 正极： 2H+2e-=H2 总反应： Fe+ 2

11、H+=Fe2+ H23、负极：Cu 2e -=Cu2+ 正极： Fe3+e-=Fe2+总反应： Cu +2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+4、负极：Zn 2e -=Zn2+ 正极： Ag+e-=Ag总反应： Zn +2Ag+= Zn2+2Ag5、MgNaOH溶液Cu6、FeKCl溶液Cu7、AlNaOH溶液Mg8、Al浓硝酸Cu5、负极：Mg 2e -+2OH-=Mg(OH)2 正极： O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应： 2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2 6、负极：Fe 2e -=Fe2+ 正极： O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应： 2Fe+ O2+2H2O=2Fe(

12、OH)2 7、负极：Al 3e -+4OH-=AlO2-+2H2O 正极： 2e-+2H2O= H2+ 2OH总反应： 2Al+2OH+2H2O=2AlO2-+3H28、负极：Cu 2e -=Cu2+ 正极: 2H+NO3- +e-= H2O+NO2总反应： Cu+4H+2NO3-=Cu2+2H2O+2NO2 6、原电池的设计先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应， 找出正负极材料及电解质溶液 按要求画出原电池装置图 7、应用 形成原电池，可以加快氧化还原反应 的反应速率 通过原电池的电极，可以比较金属活 泼性强弱 设计化学电源 保护金属设备：被保护金属

13、作正极 1、分类： （1）一次电池：又叫干电池，活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用了，即放电后不能充电（内部的氧化还原反应是不可逆）。 （三）常见的化学电源（三）常见的化学电源（2）二次电池：又称充电电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生。即它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现将化学能转变为电能（放电），再由电能转变为化学能（充电）的循环。 （3）燃料电池：是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。 2 2、一次电池、一次电池电池中电解质溶液制成胶

14、状，不流动，也叫干电池。常见的一次电池主要有普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池和锂电池等举例：普通锌锰干电池1、电极材料及电极反应： 负极：锌筒 Zn-2e-=Zn2+ 正极：石墨 2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O 2、电解质：MnO2、NH4Cl、ZnCl2、淀粉等调成糊状 3、缺点：新电池会自动放电，锌皮腐蚀逐渐变薄、放电后电压下降较快、电量小、易气胀或漏液、存放时间缩短不易长时间连续使用 4、优点：制作简单，价格便宜 3、二次电池（可充电电池） 举例：铅酸蓄电池 （1）电极材料： 负极：Pb 正极：PbO2 电解质：H2SO4 （2）电极反应式： 负极：Pb-

15、2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+4H+2e-+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O （3）工作特点：电压稳定，使用方便，安全可靠，价格低廉；但比能量低，笨重，废弃电池污染环境（4 4）常见的充电电池：）常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池（5 5）化学电池的发展）化学电池的发展化学电池是新能源和可再生能源的重要组成部分各种高效、安全、环保的新型化学电池不断涌现，其中锂离子电池和燃料电池发展较快手机、笔记本计算机、照相机和摄像机等电器所用的电池大多为锂离子电池4、燃料电池 （1）

16、工作原理 连续将氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体燃料和氧化剂的化学能转换为电能。电极本身不包含活性物质，不参与氧化还原反应。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，生成物不断被排除 （2）特点： 燃料电池中，燃料（还原性气体等）作负极，发生氧化反应，氧化剂（通常为氧气）作正极发生还原反应 燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等 燃料电池在使用过程中，并没有发生燃料与氧化剂之间的直接燃烧，而是在两极之间发生了放电，将化学能转化为电能 燃料的燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，而燃料电池则是平稳的氧化还原反应 燃料直接燃烧时，大量的热能

17、释放到空气中，利用率低；燃料电池工作时，能量转化率较高，是一种高效、环境友好的发电装置 燃料电池的反应物并不储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂 （3）燃料电池与一般化学电池的区别 一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。它工作时，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，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能 （4 4）优点）优点 燃料电池的能量转化率超过80%，远高于普通燃烧过程（能量转化率仅30%多），可以持续使用，噪音低，不污染环境。既有利于节约能源，又绿色环保，具有广阔的发展

18、前景（5）种类 氢氧燃料电池 电解质电解质 酸性酸性 中性中性 碱性碱性 负极反应负极反应 正极反应正极反应 总反应总反应 H2-2e-=2H+ O2+4e-+4H+=2H2O H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- H2-2e-+2OH-=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 2H2+O2=2H2O 甲烷燃料电池 电解质电解质HH2 2SOSO4 4 KOHKOH 负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ O2+4e-+4H+=2H2O CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O O2+4e-+2H2O=4OH- CH4

19、+2O2=CO2+2H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O （6）燃料电池中常见正极反应式的书写1、在酸性溶液中：O2+4e-+4H+=2H2O2、在碱性或中性溶液中，O2+4e-+2H2O=4OH- 注：燃料电池的总反应就是各种物质的燃烧反应 ， 但不写反应条件辛烷燃料电池 电解质电解质HH2 2SOSO4 4 KOHKOH 负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应C8H18-50e-+16H2O=8CO2+50H+ O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 2C8H18+25O2=16CO2+18H2O 2C8H18+25O2+32OH-=16C

20、O32-+34H2O C8H18-50e-+66OH-=8CO32-+42H2O 乙醇燃料电池 电解质电解质HH2 2SOSO4 4 KOHKOH 负极反应负极反应正极反应正极反应总反应总反应C2H6O-12e-+3H2O=2CO2+12H+ O2+4e-+4H+=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- C2H6O+3O2=2CO2+3H2O C2H6O+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O C2H6O-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 不偏转不偏转没有电解质溶液不能形成闭合回路有大量气泡产生Zn与H+反应形成氢气锌片表面有大量气泡产生，铜片无现象Zn与H+反应形成氢气，

21、Cu不能与 H+反应锌片表面有大量气泡产生，石墨棒无现象Zn与H+反应形成氢气，石墨不能与 H+反应锌片溶解，铜片上有大量气泡产生，电流表指针偏转锌片溶解，石墨棒上有大量气泡产生，电流表指针偏转锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌做负极，铜做正极，锌失电子转化为锌离子，氢离子得电子在铜表面产生氢气锌、石墨、稀硫酸构成原电池，锌做负极，石墨做正极，锌失电子转化为锌离子，氢离子得电子在石墨棒表面产生氢气无现象铜、石墨与稀硫酸不反应，无法构成原电池答：1、操作注意事项：（1）注意电流表的量程和正确的连接方式，以免将电流表烧坏；（2）更换实验组之前要冲洗电极，以免由于不当操作得出错误结论；（3）锌片不要一直插在硫酸中，避免过度消耗，防止锌片不纯导致生成更多的有刺激性气味的污染性气体。2、能。因为铁的金属性比铜强，且铁可以与稀硫酸自发进行氧化还原反应，符合原电池的构成条件，能形成原电池。