2013年高中化学学业水平测试课件：第13讲 化学反应与能量、原电池.ppt

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1、第十三讲　化学反应与能量、原电池1．了解化学反应中能量转化的原因，知道常见的能量转化形式。2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应等概念。3．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。4．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。知道常见化学电源的种类。5．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害及其防止措施。一、化学反应与能量1．化学键与化学反应中的能量变化(1)化学反应实质：化学反应过程是一个化学键的断裂与形成过程。旧键断裂________能量，新键

2、形成________能量。断裂不同的化学键吸收的能量与形成不同的化学键释放的能量不相等，从而发生化学能与其他能量形式的转化。(2)常见的能量转化形式①通常情况下，化学反应中的能量变化表现为________变化时，即为吸热和放热，如果反应物与生成物的能量差较小，则放热和吸热不明显。1．(1)吸收　释放(2)①热量②在一定条件下，化学反应中的能量变化还可以电能、光能等形式变化。③在原电池反应中，________主要转化为电能；在电解过程中电能主要转化为化学能。2．化学能与热能的相互转化(1)任何化学反应遵循质量守恒，也遵

3、循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形成表现即为放热反应或吸热反应(E反：反应物具有的总能量；E生：生成物具有的总能量)：化学能(2)放热反应①放热反应：反应物的总能量______生成物的总能量的反应。或者说，旧化学键断裂时所吸收的能量______新化学键形成时所放出的能量的反应。反应环境放热。一般表现为环境温度______，化学能减少，表示为______，易自发进行。②常见的放热反应Ⅰ.所有的燃烧反应；Ⅱ.酸碱中和反应；Ⅲ.活泼金属与酸或H2O生成H2的反应；Ⅳ.多数化合反应；Ⅴ.物质的缓慢氧化；Ⅵ.自发进行

4、的氧化还原反应。(2)①高于　小于　升高ΔH<0(3)吸热反应①吸热反应：反应物的总能量______生成物的总能量的反应。或者说，旧化学键断裂时所吸收的能量______新化学键形成时所放出的能量的反应。反应环境放热。一般表现为环境温度______，化学能增加，表示为______，不易自发进行。②常见的吸热反应Ⅰ.C(s)＋CO2(g)2CO(g)；Ⅱ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；Ⅲ.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应；Ⅳ.电解质的电离；Ⅴ.大多数盐的分解反应；(3)①低于　大于　降低ΔH>

5、0特别提示：1.有的放热反应不需要加热，如氢气与氟气在黑暗、常温下混合时能发生爆炸，白磷能在空气中自燃；有的放热反应需要加热或点燃，如铁粉与硫粉在加热的条件下反应生成硫化亚铁，氢气在空气中在点燃的条件下反应生成水。2．吸热反应也不一定需要加热，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热反应，但不需要加热反应就能进行；碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳也是吸热反应，需要持续高温煅烧才能维持反应的不断进行。3．化学反应是吸热还是放热，是从反应物总能量与产物总能量的大小进行比较，个别反应物与个别产物之间能量大小不能直接比较。二、原电

6、池1．定义：利用________反应将________转化为________的装置。2．Zn－Cu原电池工作原理(1)装置如图：1．氧化还原　化学能　电能(2)形成条件：①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体或不活泼金属)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。(3)工作原理：铜片和锌片用导线连接，同时浸入稀硫酸溶液，铜片和锌片之间形成电势差，金属锌比铜活泼，锌原子容易失去电子，锌片失去的电子通过导线流向铜片，Zn被氧化生成Zn2＋进入溶液，溶液中的H＋在铜电极极板上得到电子被还原成氢原子

7、结合成氢气分子从铜片上析出。(4)电池反应①负极(活泼金属锌片)：Zn－2e－＝Zn2＋(氧化反应)②正极(不活泼金属或非金属导体铜片)：2H＋＋2e－＝H2↑(还原反应)③电池总反应式：Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑(氧化还原反应)3．常见化学电源种类(1)不可充电电池(一次电池)：①普通干电池如：Zn(负极)－MnO2(C棒正极)－NH4Cl(电解质)；②碱性干电池，如：Zn(负极)－MnO2(C棒正极)－KOH(电解质)；③微型纽扣电池，如：Zn(负极)－Ag2O(碳粉正极)－KOH(电解质)；④高能电池，

8、如：锂电池。(2)可充电电池(又称二次电池)：铅蓄电池，如：Pb(负极)－PbO2(Pb正极)－H2SO4、锂离子电池、锌银电池、氢镍电池等。(3)新型燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。如：氢能燃料电池、甲烷燃料电池等。燃料电池中的氢氧电池由于具有能量转化率高、能长时间供电等优点而应用于航天和军事领域