专题2化学反应与能量转化
第三单元化学能与电能的转化
化学能转化为电能
【我思我学】
想一想
1、你能举出日常生活中化学能与电能相互转化的一些例子吗?
2、原电池的工作原理是什么?
【同步导学】
一、评价要点
1.原电池的工作原理
原电池是将能转化为能的一种装置,电子流出的一极称为极,该
极发生反应,电子流入的一极叫极,该极发生反应。原电池中电子流动的方向为:从极经外电路流向极。
2.构成原电池的条件
(1)具有活泼性不同的两个电极,较活泼金属作极,发生反应。较不活泼金属或能导电的非金属单质(如石墨等)作极,发生反应。
(2)具有电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应)
(3)形成闭合回路(或在溶液中接触)
(4)原电池反应是自发的氧化还原反应。
二、方法指引
1.原电池正负极的判断方法
(1)可由组成原电池的电极材料来判断。一般活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属
或能导电的非金属为正极;
(2)根据电流的方向或电子流动的方向来判断。电流是由正极流经外电路流向负极,电子流动方向正好相反。
2.原电池电极反应的书写方法
原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,书写电极反应的方法归纳如下:
(1)写出总化学反应方程式(即氧化还原反应方程式);
(2)根据总反应方程式从电子得失(或元素化合价升降)的角度,将总反应分成氧化反应和还原反应;
(3)氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,注意介质可能参与反应;
(4)验证;两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。
三、典型例题
1、把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池,若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序为()
A.abcdB.acdbC.cabdD.bdca
解析:根据原电池原理:作为负极的金属活动性比正极的金属活动性强,电子流动方向是由负极流向正极,电流方向与电子流动方向相反,因此依次作出判断:活泼性ab;cd;ac;db。答案为B
2、在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法正确的是()
A.锌片是正极,铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片
C.溶液中硫酸的物质的量浓度减小D.电解质溶液的pH保持不变
解析:活泼金属锌为负极,电流方向由正极到负极,与电子流动方向相反,随着H+消耗,pH逐渐增大。答案为C
【随堂检学】
1、下列关于原电池的叙述,错误的是()
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
2、下列关于实验现象的描述不正确的是()
A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜
B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
3、下列变化中属于原电池的是()
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速
4、实验室中欲制氢气,最好的方法是()
A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
5、铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成()
A.铝铆钉B.铜铆钉C.锌铆钉D.锡铆钉
6、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH怎样变化()
A.不变B.先变小后变大C.逐渐变大D.逐渐变小
7、对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是
①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出1molH2
A.①③B.①④C.②③D.②④()
8、X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成的原电池时,Y为电池的负极,则X、Y、Z三种金属的活动顺序为()
A.XYZB.XZYC.YXZD.YZX
9、将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中,下列叙述正确的是()
A.该装置能形成原电池,其中铝是负极B.该装置能形成原电池,其中铜是负极
C.该装置不能形成原电池D.以上说法均不正确
10、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛使用,锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)﹦Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是()
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-﹦Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
11、微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源,这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是()
A.正极反应:2Li-2e-=2Li+B.负极反应:I2+2e-=2I-
C.总反应是:2Li+I2=2LiID.金属锂作正极
12、某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是()
A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3
D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4
13、锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:
Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是()
A.ZnB.碳棒C.MnO2和NH4+D.Zn2+和NH4+
14、将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
(1)若电解质溶液是稀硫酸,则发生氧化反应的是极(“锌”、“铜”),铜极发生的反应是,该电池的总反应方程式是
(2)若电解质溶液是硫酸铜溶液,在导线中电子是由极流向极,铜极上反应的电极反应方程式是,该电池总反应方程式是 。
15、某同学想测定A、B、C三种金属活动顺序,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易分辨出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应该用什么方法迅速测出三种金属的活动性顺序?
【活用所学】
16、氢氧燃料电池用于航天飞船,电极反应产生的水,经过冷凝后可用作航天员的饮用水,其电极反应如下:
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
当得到1.8L饮用水时,电池内转移的电子数约为()
A.1.8molB.3.6molC.100molD.200mol
17、市场上出售的“热敷袋”其中主要成分是铁屑、碳粉和少量的NaCl、水等.热敷袋在启用前用塑料袋使之与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓,就会放出热量,使用完后,会发现袋内有许多铁锈生成,回答:
(1)热敷袋放出的热量来源于放出的热量.
(2)碳粉的作用是.
(3)加入NaCl的作用是.
(4)写出有关的电极反应式和化学方程式.
18、请设计一个原电池,其总反应为:Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2
参考答案
1.AD2.C3.BD4.D5.AC6.C7.A8.C9.B10.C11.C12.A13.C
14.(1)锌2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑
(2)锌铜Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu
15.将A、B、C三种金属两两连接起来,放入盐酸溶液中,观察哪种金属上产生气泡,则其活动性较差。
16.D
17.(1)铁屑被氧化(2)碳粉与铁及NaCl溶液组成原电池,作为原电池的正极。
(3)NaCl与水作用形成电解质溶液。(4)负极Fe-2e-=Fe2+
正极2H2O+O2+4e-=4OH-
18.该总反应中,Zn为还原剂,Zn可直接作负极材料,FeCl3是氧化剂易溶于水可作电解质溶液,用不活泼的金属或能导电的非金属(如石墨等)作正极,用导线连接正、负极即可。
高二化学《化学反应与能量的变化》导学案
【学习目标】:1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式;2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化,而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的,能量的多少决定于反应物和生成物的质量;
3、了解反应热和焓变的含义。
【重、难点】:1、化学反应中的能量变化,2、对△H的“+”与“-”的理解。
【学习过程】:一、反应热焓变
(一):反应能量变化与反应热
能量就是推动人类进步的“杠杆”!能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮,进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一(一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换)。所以,研究化学反应中的能量变化,就显得极为重要。
1.化学反应与能量变化的关系
任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是相等的,在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。即在一个化学反应中,同时遵守质量守恒和能量守恒两个基本定律。
2、化学反应中能量变化形式
化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一,一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换,通常表现为热量的变化。
3、类型
(1)放热反应:即_化学反应中放出热量的化学反应,其反应物的总能量__大于生成物的总能量。如:燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。
(2)吸热反应:即_化学反应中放出热量的化学反应,其反应物的总能量_小于_生成物的总能量。
如:H2还原CuO的反应,灼热的碳与二氧化碳反应,CaCO3分解等大多数分解反应,Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。
说明:吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热,但有的不需要加热如:Ba(OH)28H2O和NH4Cl固体反应,
放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。形成原因(图示)
从微观上分析:从宏观上分析:
预测生成:
(二):反应热焓变
两个概念:环境一切影响化学反应要素的总称体系反应物和生成物按一定的规律组合成的整体。
1、定义:化学反应过程中吸收或放出的热量叫反应热-。
2、表示符号:△H
3、单位:kJ/mol(或J/mol)。
4、计算方法:△H=反应物的总键能—生成物的总键能(或△H=生成物的总能量—反应物的总能量)因此,△H0时,为放热反应;△H0时,为吸热反应。
5、注意:在应用焓变时,应注意△H的符号。当△H0时,其“+”号_不能_(填“能”、“”)省略。
6、“反应热”与“热量”的区别:反应热有“+”、“—”之分;而热量是标量,但要注明是“吸收”、还是”放出”。
知识拓展:焓是与物质的内能有关的一个物理量,但它又不同于物质的内能。单位为kJ/mol,不可以测量。化学研究表明,对于在等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(同时可能伴随着反应体系体积的改变),而没有转化为电能、光能等其他形式的能,则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化,即焓变。即在此,可用焓变代替反应热。但焓变与反应热是不同含义两个的概念。
【思考】:看看两幅图分别表示什么反应,这一段差值表示什么?(A放热反应B吸热反应还可表示出中间物)
AB
【疑点反馈】:(通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识,请记录下来)____
一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?小编特地为大家精心收集和整理了“高二化学第二学期《化学反应与能量》知识点”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。
高二化学第二学期《化学反应与能量》知识点
1.化学能与热能
(1)化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成
(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小
a.吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量
b.放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量
(3)化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化
练习:
氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ,形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是(B)
A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3
C.Q1+Q2
(4)常见的放热反应:
A.所有燃烧反应;B.中和反应;C.大多数化合反应;D.活泼金属跟水或酸反应;
E.物质的缓慢氧化
(5)常见的吸热反应:
A.大多数分解反应
氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。
(6)中和热:(重点)
A.概念:稀的强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O(液态)时所释放的热量。
2.化学能与电能
(1)原电池(重点)
A.概念:
B.工作原理:
a.负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应
b.正极:得电子(化合价降低),发生还原反应
C.原电池的构成条件:
关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池
a.有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极
b.电极均插入同一电解质溶液
c.两电极相连(直接或间接)形成闭合回路
D.原电池正、负极的判断:
a.负极:电子流出的电极(较活泼的金属),金属化合价升高
b.正极:电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等):元素化合价降低
E.金属活泼性的判断:
a.金属活动性顺序表
b.原电池的负极(电子流出的电极,质量减少的电极)的金属更活泼;
c.原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属
F.原电池的电极反应:(难点)
a.负极反应:X-ne=Xn-
b.正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应
(2)原电池的设计:(难点)
根据电池反应设计原电池:(三部分+导线)
A.负极为失电子的金属(即化合价升高的物质)
B.正极为比负极不活泼的金属或石墨
C.电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)
(3)金属的电化学腐蚀
文章来源:http://m.jab88.com/j/42467.html
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