化学能与热能、电能

1、龙文教育一对一个性化辅导教案学生罗筝彤学校5中年级高一次数第 6 次科目化学教师尹伟平日期2016/4/10时段8：00-10:00课题化学能与热能 原电池教学重点1、 化学键与化学反应中能量变化的关系2、 化学能与热能的相互转化3、 原电池的工作原理和构成条件教学难点1、 从化学键的观点去判断放热反应和吸热反应2、 从物质本身所具有能量的观点去判断放热反应和吸热反应3、 原电池的工作原理教学目标1、 理解化学键与化学反应中能量变化的关系2、 学会从化学键和物质本身所具有能量的观点去判断放热反应和吸热反应3、 理解原电池的工作原理4、 掌握构成原电池的条件教学步骤及教学内容1、 课前热身1、

2、错题回顾2、 相似题巩固2、 内容讲解：1、 化学能与热能2、 化学能与电能3、 课堂小结：1、 总结化学键与化学反应中能量变化的关系2、 总结从化学键和物质本身所具有能量的观点去判断放热反应和吸热反应3、 总结原电池的工作原理和构成条件4、 学生理解难点总结四、作业布置：管理人员签字： 日期： 年 月 日作业布置1、学生上次作业评价： 好 较好 一般 差 备注：2、本次课后作业：课堂小结 家长签字： 日期： 年 月 日一 课前热身【错题回顾】1下列物质中，既有离子键又有非极性键的是（ ）AK2S BNaOH CNH4NO3 DNa2O22（双选）下列物质结构中有离子键的是（ ）A干冰 BNH

3、4Cl CNa2O2 DHI【相似题总结】1(双选)下列物质中含有极性共价键的是（ ）A单质溴 B氯化钙 C二氧化硫 D氢氧化钙2下列物质属于离子化合物的是（ ）A苛性钠 B碘化氢 C硫酸 D醋酸二 内容讲解（一）化学能与热能一 化学键与化学反应中能量变化的关系1化学键与化学反应中能量变化的关系物质发生化学变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。在化学反应中，断开反应物中的化学键要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。科学研究证明，化学键的变化与能量变化之间具有一定的定量关系探究：在25、101kPa的条件下，2H2O2点燃2H2O的能量变化化学键变化能量变化拆开1 mol HH键吸

4、收能量436 kJ形成1 mol HH键放出能量436 kJ拆开1 mol OO键吸收能量496 kJ形成1 mol OO键放出能量496 kJ拆开1mol H2O（2mol HO键）吸收能量926 kJ形成1mol H2O（2mol HO键）放出能量926 kJ结论：（1）各种物质都储存有化学能。不同的物质不仅组成和结构不同，所具有的化学能也不同（2）在物质发生化学反应的过程中，破坏旧化学键需要吸收一定的能量来克服原子（或离子）间的相互作用；形成新键时，又要释放一定的能量。因此，在化学反应中，不仅有新物质的生成，而且还伴随着能量的变化（3）任何化学反应都要经历旧化学键断裂和新化学键形成的过程

5、，因此，任何化学反应都伴随着能量的变化。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因注意：一个化学反应是否为放热还是吸热，取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小；即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小【同步训练】1下列过程中，需要吸收能量的是（ ）AHHH2 BHClHClCI2II DSO2SO22下列说法不正确的是（ ）A任何分子或化合物都是通过原子间形成化学键相结合的B物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量C化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因D分子的稳定性与化学键强弱有关二 化学能与热能的相

6、互转化1放热反应和吸热反应化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化吸热或放热放热反应：放出热量的化学反应叫做放热反应吸热反应：吸收热量的化学反应叫做吸热反应【实验21、22、23】探究物质发生化学反应过程中的放热现象和吸热现象实验内容与方法实验现象实验结论（1）Al与盐酸反应：取一块铝片用砂纸擦去表面上的保护膜，放入试管；再量取4mL 6 mol/L的盐酸倒入试管。观察现象有气泡产生；用手轻触试管外壁，感到热；温度计的液柱明显升高2Al6H+ = 2Al3+3H2Al与盐酸的反应是放热反应，活泼金属与酸的反应是放热反应（2）Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应：在

7、玻璃片上加少量的水，将一个小烧杯放在玻璃片上。称取Ba(OH)2·8H2O晶体20 g、NH4Cl晶体10 g，都倒入小烧杯中。用玻璃棒将Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体搅拌使之混合均匀。闻气味，用手触摸杯壁下部，约35 min后试着用手小心地提起小烧杯，看玻璃片与烧杯是否粘结在一起闻到了刺激性气味，烧杯壁很凉，玻璃片与烧杯黏结在一起（如下图所示），反应后混合物呈糊状反应生成NH3和H2O；Ba(OH)2·8H2O2NH4Cl = BaCl22NH310H2OBa(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应（3）NaOH溶液与盐酸

8、反应：量取2mol/L的NaOH溶液与2mol/L的HCl溶液各20mL，分别盛在两个50mL的烧杯中，用温度计测量这两种溶液的温度，并做好记录。将NaOH溶液倒入HCl溶液中，同时用玻璃棒搅拌溶液，立即用温度计测量溶液的温度，并与原来NaOH溶液、HCl溶液的温度作比较混合溶液的温度比NaOH溶液、HCl溶液的温度高H+OH= H2O，NaOH与HCl的反应是放热反应，酸碱中和反应是放热反应方法与技巧可从以下两个角度来理解吸热反应和放热反应：从化学键的角度：在化学反应过程中，如果新化学键形成时释放的能量大于破坏旧化学键所需要吸收的能量，即E放E吸，则为放热反应；若破坏旧化学键所需要吸收的能量

9、大于新化学键形成时释放的能量，即E吸E放，则为吸热反应。从物质本身所具有的能量角度：各种物质所具有的能量不同。若发生化学反应时，反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，则有一部分能量就会以热能等形式释放出来，即为放热反应；若反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时，反应物需吸收一定的能量才能转化成生成物，即为吸热反应【同步训练】1吸热反应一定是（ ）A反应物总能量高于生成物总能量 B释放能量C反应物总能量低于生成物总能量 D贮存能量2下列各图中表示正反应是吸热反应的是（ ） 2常见的放热反应和吸热反应（1）常见的放热反应所有的燃烧反应中和反应金属与酸的置换反应及活泼

10、金属与水的反应铝热反应（Al与Fe2O3在高温下的反应）绝大部分的化合反应（2）常见的吸热反应大部分的分解反应含有弱电解质离子的盐的水解（待学）弱电解质的电离（待学）其他特殊例子：Ba(OH)2·8H2O2NH4Cl = BaCl22NH310H2OCCO2高温2COCH2O(g)高温H2COH2CuO加热H2OCu3Fe4H2O(g)高温4H2Fe3O4注意：需要加热的反应不一定是吸热反应，如铝热反应、煤的燃烧等不需要加热的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，但并不是唯一的表现形式，还有光、电等

11、【同步训练】1下列反应属于放热反应的是（ ）A氢气还原氧化铜 B氢气在氧气中燃烧C碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳 D氢氧化钠和硫酸中和2关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是（ ）A需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应B化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等C化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律D反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应同一反应中，只由于物质的聚集状态不同引起热量大小的比较例：比较Q1和Q2的大小2H2(g)O2(g)点燃2H2O(l) 放出热量Q1 kJ 2H2(g)O2(g)点燃2H2O(g) 放出热量Q2 kJS(g)O2(g)点燃

12、SO2(g) 放出热量Q1 kJ S(s)O2(g)点燃SO2(g) 放出热量Q2 kJ当同一反应中只由于物质的聚集状态不同比较热量大小时，反应物为固态时放出的热量少（slg）；当生成物为固态时放出的热量多（slg）注意：由于反应放出或吸收的能量与反应物的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与反应放出或吸收的能量相对应，若化学计量数加倍，则反应放出或吸收的能量也要加倍【同步训练】1在相同条件下，一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成液态水放出的热量为Q1；若生成气态水放出的热量为Q2。那么Q1与Q2之间的大小关系是（ ）AQ1Q2 BQ1Q2 CQ1Q2 D不能确定2氢

13、气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol 氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为 Q2 kJ，形成1mol 氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是（ ）AQ1Q2Q3 BQ1Q22Q3 CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q33中和热的测定（1）定义：稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量（2）实验原理：取一定量的酸和碱并使之完全反应，测量液体的体积、密度和温度，根据液体的比热容计算出酸碱反应放出的热量，计算中和热（3）中和热测量的意义通过中和的测定实验，可进一步了解实验测定的一般原理和方法，加深

14、对酸碱中和反应属于放热反应的理解。学会使用温度计，学会在实验中近似处理过程和数据的方法与技巧【同步训练】1已知中和热的数值是57.3kJ/mol 下列物质反应时，产生57.3 kJ热量的是（ ）A稀HCL和稀NaOHB1.0mol/L HCl和1.0mol/L NaOHC500mL 2.0mol/L HCl和500mL 2.0mol/L NaOHD500mol/L 2.0mol/L H2SO4和500mL 2.0mol/L Ba(OH)2（二）化学能与电能原电池及其工作原理的实验探究实验步骤如图所示，将铜片、电流表、锌片用导线连接起来，并将铜片和锌片平行插入烧杯内的稀硫酸中。观察电流表的指针是

15、否偏转以及铜片和锌片上的现象实验现象锌片溶解，电流表的指针发生偏转，有大量无色的气泡从铜片上产生并逸出溶液实验结论实验装置中既有化学反应发生：Zn2e= Zn2+，2H+2e= H2；又有电流产生，即化学能转化为电能1原电池：将化学能转化为电能的装置称为原电池2原电池产生电流的原理在如图所示的装置中，锌片上Zn失去电子生成Zn2+，后进入溶液，锌片上多余的电子通过导线流向铜片；溶液中带正电荷的Zn2+和H+在电场作用下移向铜片，比Zn2+得电子能力强的H+从铜片上获得电子生成H原子，随后又结合成H2，氢气从铜片上逸出；溶液中的SO42和OH在电性作用下移向锌片。这样，在由稀硫酸、锌片、铜片导线

16、等组成的闭合电路中有电荷做定向移动，电荷定向移动就形成电流。有关化学变化可表示如下：锌片：Zn2e= Zn2+（氧化反应）铜片：2H+2e= H2（还原反应）总反应式：Zn2H+ = Zn2+H2所有的原电池都以这样的原理产生电流【同步训练】1右图所示是铜锌稀硫酸原电池，下列叙述正确的是（ ）A锌为负极，发生氧化反应B铜为负极，铜片上有气泡产生C电子由铜片通过导线流向锌片D溶液中的H+从铜片上获得电子被还原成氢原子2有关用稀H2SO4作电解质溶液的锌铜原电池说法中，正确的是（ ）A在外电路中，电流流动的方向是从Zn电极流向Cu电极B电解质溶液中的H向Zn电极移动C负极反应式为4OH4e=2H2

17、OO2D一段时间后，电解质溶液的pH升高3原电池的电极名称负极：电子流出（电流流入）的一极，发生氧化反应正极：电子流入（电流流出）的一极，发生还原反应注意：从电池电极的功能方面来说，正极的作用是导体，不参与化学反应原电池组成条件的探究条件一：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）材料作电极 条件二：电极需插进电解质溶液中 条件三：必须形成闭合回路4原电池的形成条件（两极一液一连线）能自发地发生氧化还原反应有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）材料作电极有电解质（电解质溶液或熔融电解质或固态电解质）电极和电解质形成闭合电路注意：构成原电池的四个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地看

18、待某一条件在四个基本条件当中，氧化还原反应是核心。原电池化学反应本质是能自发进行氧化还原反应，必须有电子的转移，所以非氧化还原反应不能形成原电池判断某装置是否为原电池的问题，要以构成原电池的基本条件为标准判断，不能仅凭装置的外形下结论构成原电池的基本条件是进行原电池设计的基本依据【同步训练】1下列装置能组成原电池且产生电流的是（ ）1在理论上可用于设计原电池的化学反应是（ ）AFeCuSO4 = FeSO4Cu BHClNaOH = NaClH2OCIClH2O = HClHIO DCH42O2CO22H2O5电极反应式与电池总反应式（以ZnH2SO4Cu原电池为例）（1）负极反应：由于负极是

19、电子流出的电极，所以负极上发生的反应是氧化反应。表示负极反应的式子叫做负极反应式，如Zn2e= Zn2+（2）正极反应：由于负极是电子流入的电极，所以正极上发生的反应是还原反应。表示正极反应的式子叫做正极反应式，如2H+2e= H2（3）电池的总反应式：电池的总反应式，就是电池中的整个氧化还原反应，它是两个电极反应式之和，如Zn2H+ = Zn2+H2注意：书写电极反应式时，必须遵循客观事实，同时要遵守质量守恒、电荷守恒及正、负两极得失电子数相等的规律方法与技巧1原电池正、负极的判断方法原电池有正、负两个电极，判断正极和负极的方法有：（1）由组成原电池两极的电极材料判断一般是活泼性较强的金属为

20、负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极（2）根据电流方向或电子流动方向判断电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液里，阳离子移向的一极是正极，阴离子移向的一极是负极（4）根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，而正极总是得电子发生还原反应（5）根据现象判断一般溶解的一极为负极，增重或者有气泡的产生的一极为正极（6）特殊情况的判断有些特殊情况要考虑电极与电解质溶液的反应。如Mg、Al与NaOH溶液构成的原电池中Al作负极【同步训练】1已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn2OH2e=

21、 ZnOH2O 石墨：O22H2O4e= 4OH根据此判断，锌片是（ ）A负极，并被氧化 B负极，并被还原C正极，并被氧化 D正极，并被还原2如图，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处用一根尼龙细丝吊着，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。一段时间后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）（ ）A铁圈和银圈左右摇摆不定 B保持平衡状态C铁圈向下倾斜 D银圈向下倾斜三 课后作业1下列对化学反应的认识错误的是（ ）A会引起化学键的变化 B会产生新的物质C必然引起物质状态的变化 D必然伴随能量的变化2下列说法正确的是（ ）A物质发生化学反应都伴随着能量变化B伴有能量变化的物质变化都是化学变化C在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量3下列说法正确的是（ ）A物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B化学反应