化学反应与能量变化【高效备课精研+知识精讲提升】 高一化学人教版2019必修二

化学反应与能量变化大石桥市第二高级中学王艳老师

现代社会中，人类的一切活动（从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到学科研究等）都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。从煤、石油、天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随这放热或吸热现象。化学反应与能量1Ilongtoalleviatethisevil,butIcannot,andItoosuffer.Thishasbeenmylife.Ihavefounditworthliving化学反应与热能实验6-1实验6-2一、放热反应与吸热反应1.放热反应

把释放热量的化学反应称为放热反应。常见的放热反应：所有的燃烧反应及缓慢氧化反应酸碱中和反应活泼金属和酸或水的反应大多数化合反应铝热反应少数分解反应2H2O2=====2H2O+O2↑MnO2

2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3高温一、放热反应与吸热反应2.吸热反应

把吸收热量的化学反应称为吸热反应。例如：C+H2O===CO+H2高温常见的吸热反应大多数分解反应某些以C、CO、H2为还原剂还原氧化物的反应某些晶体间的反应例如：氢氧化钡与氯化铵的反应盐酸与碳酸氢钠的反应二、化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应的实质旧键断裂新键形成吸收能量放出能量断键吸收能量E1＞成键释放能量E2该反应为吸热反应断键吸收能量E1＜成键释放能量E2该反应为放热反应化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，

通常主要表现为热量的释放或吸收1.化学反应的能量变化的本质

2.化学反应的能量变化的宏观分析

各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。反应物的总能量高化学反应释放能量生成物的总能量低生成物的总能量高化学反应吸收能量反应物的总能量低二、化学键与化学反应中能量变化的关系二、化学键与化学反应中能量变化的关系能量反应物生成物反应过程2.化学反应的能量变化的宏观分析

反应物的总能量>生成物的总能量放热反应能量反应物生成物反应过程反应物的总能量<生成物的总能量吸热反应三、能量转化与能量利用1.人类获取热能的主要途径

通过物质的燃烧煤石油天然气主要形式三、能量转化与能量利用2.利用化石燃料亟待解决的问题

一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源三、能量转化与能量利用3.解决方法

燃料燃烧阶段可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率能量利用阶段可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。节能4.新能源

具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点太阳能风能地热能海洋能氢能等三、能量转化与能量利用2Ilongtoalleviatethisevil,butIcannot,andItoosuffer.Thishasbeenmylife.Ihavefounditworthliving化学反应与电能我们日常使用的电能主要来自火力发电。火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧（氧化还原反应）是关键。火力发电直接？化学能燃料燃烧热能蒸汽轮机机械能发电机电能1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机2.煤炭燃烧会产生污染性气体3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低实验6-3z内容内容内容实验6-3实验装置实验现象实验结论锌片：逐渐溶解，

表面有气泡产生铜片：没有变化锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应。锌片：逐渐溶解铜片：表面有气泡产生电流表：指针发生偏转Zn稀H2SO4CuAZn稀H2SO4Cu锌与稀硫酸发生反应，但铜片上有氢气生成，发生反应的同时产生电流。一、原电池1.定义

把化学能转化成电能的装置，称为原电池+-负极：电子流入（或电流流出）的一极正极：电子流出（或电流流入）的一极2.电极

一、原电池3.电极反应

负极正极电极名称：电极反应：Zn－2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑电极反应类型：氧化反应还原反应原电池总反应式：

；

Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑一、原电池4.粒子移动方向

外电路：内电路：阳离子→正极阴离子→

负极

负极→正极正极→负极电子e-：电流I：负极正极“电子不下水，离子不上岸”5.构成原电池的条件

①具有两个能导电的电极稀硫酸ZnZn一般为两种活动性不同的金属稀硫酸ZnCu较活泼的金属做负极较不活泼的金属做负极或金属与能导电的非金属（石墨等）5.构成原电池的条件

②具有电解质溶液或熔融电解质稀硫酸ZnCu酒精ZnCu5.构成原电池的条件

③电极间形成闭合回路稀硫酸ZnCuZnCu稀硫酸稀硫酸ZnCu用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路也可以让两个电极直接接触5.构成原电池的条件

④能自发进行氧化还原反应一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应即原电池的总反应稀硫酸AgCu硫酸铜AgCu5.构成原电池的条件

①具有两个能导电的电极②具有电解质溶液或熔融电解质④能自发进行氧化还原反应一般为两种活动性不同的金属或金属与能导电的非金属（石墨等）③电极间形成闭合回路用导线连接两极与电解质溶液共同形成闭合回路，也可以让两个电极直接接触一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应即原电池的总反应二、化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池二、化学电源正极负极电解质溶液e-

这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。+-逐渐消耗不断被还原电池电压逐渐降低，最后失效锌锰干电池构造原理1.一次电池

二、化学电源

充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。2.二次电池

汽车用铅酸蓄电池镍氢电池二、化学电源3.燃料电池

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