利用化学反应为人类提供能量

第2章化学键化学反应与能量第3节化学反应的应用第2课时化学反应为人类提供能量——原电池化学反应中既有物质变化又有能量的变化化学能反应释放能量电能光能热能……反应吸收能量二、化学反应为人类提供能量提供能量交流·研讨提示：金属镁在一定条件下可与水反应，放出热量。Mg+2H2O==Mg(OH)2+H21.下图是一种“即热饭盒”的结构示意图。这种饭盒使用起来非常方便，撤去底部的隔板几分钟后，饭菜就变热了，请从能量转化的角度说明其中的道理。化学能热能交流·研讨2.铁路工人经常用利用铝热剂来焊接铁轨，你能解释其中的原因吗？3.化学反应是否能转成电能？如果能，如何转化？化学能热能实验步骤现象结论或解释锌片上有气泡Zn+2H+=Zn2++H2↑铜片上无气泡铜与硫酸不反应铜片上有气泡稀硫酸锌片稀硫酸铜片稀硫酸锌片铜片电流表发生偏转气体是什么？电流是怎么产生的？1.第三个实验中发生的化学反应是？Zn+H2SO4=H2↑+ZnSO42e2.为什么这个反应具有将化学能转化为电能的条件？氧化还原反应→电子的定向移动(先决条件)3.氧—还反应在什么条件下化学能转化为电能呢？稀硫酸锌片铜片化学能转变为电能——原电池1、原电池:把化学能转化为电能的装置。稀硫酸锌片铜片2、原电池的工作原理负极(-):电子流出的一极Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(+)：2H++2e-=H2↑(还原反应)e-H+SO42-Zn2+e-氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池稀硫酸溶液H2SO4失e-，沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子负极Zn正极Cu铜锌原电池原理小结：氧化反应、还原反应分开在两极进行。1、稀硫酸和氢氧化钠。2、铁和氯化铁溶液的反应。以下反应可否设计成原电池？否是3、原电池的构成条件：前提条件：(1)自发进行的氧化还原反应稀硫酸锌片铜片实验装置①②③能否构成原电池构成原电池条件（电极材料）实验探究二:能(2)活泼性不同的两个电极能不能思考：负极材料和正极材料可以是哪类物质？负极：较活泼的金属(失电子、导电)正极：较不活泼的金属、石墨等（导电）实验探究三:（溶液）实验装置（1）（2）（3）能否构成原电池构成原电池条件能Fe能不能思考：反应实质？电极必须插入电解质溶液中电解质溶液原电池的负极和电解质溶液发生氧化还原反应实验探究四:（是否闭合）实验装置（1）（2）能否构成原电池构成原电池条件不能两极相连形成闭合回路能思考：两电极直接接触算闭合回路吗？是3、原电池构成条件：(1)首先是自发的氧化还原反应；(2)两种活泼性不同的电极；（金属或一种非金属导体）(3)电解质溶液(4)闭合回路ZnCuZnCuABCDEF√下列哪些装置能构成原电池？√G√水果负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+正极（石墨）：2H++2e-=H2↑正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu试着写出下列原电池的两极上的电极反应：2.请将氧化还原反应：Fe+CuCl2=Cu+FeCl2设计成一个原电池，并写出正负极反应。FeCuCl2溶液负极（铁片）：Zn－2e-=Fe2+正极（碳棒）：Cu2++2e-=Cu返回（1）设计原电池从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。例：利用Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：负极(Cu)：Cu－2e－→Cu2＋(氧化反应)正极(C)：2Fe3＋＋2e－→2Fe2＋(还原反应)4、原电池原理的应用返回（2）比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例：有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性AB。思考：有哪些实验现象能判断电池的正负极？返回（2）比较金属的活动性强弱:金属性负极正极判断电池正负极的实验现象:a、电子：负极→导线→正极b、电流：正极→导线→负极c、负极不断溶解d、正极伴随着得电子物质生成（气泡、金属……）1、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组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为A．X＞Y＞ZB．X＞Z＞YC．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞XC．Y＞X＞Z练一练2、现有A、B、C、D四种金属，把A、B分别浸入稀H2SO4中，产生气泡都很慢；把C、D分别浸入稀H2SO4中，产生气泡都很快；把A、B用导线连接时，A上有气泡析出；把C浸入D的硝酸盐溶液中，C的表面有D析出。这四种金属的活动性顺序由强到弱为。C＞D＞B＞A返回（3）加快氧化还原反应速率例：实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制H2，常用粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液(或稀盐酸)形成原电池，使产生H2的速率加快。(1)原电池：将化学能转化为电能的装置。（1）首先是自发的氧化还原反应；（2）两种金属活泼性不同的电极；（金属或一种非金属导体）（3）电解质溶液（4）闭合回路1、原电池原理：2、原电池的构成条件：氧化反应原电池电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生还原反应阴离子阳离子负极正极3.化学能与光能的相互转化化学能燃烧光合作用光能如：光化学电池太阳能分解水制氢气热能电能光能……化学反应提供能源请您当医生格林太太漂亮、开朗、乐观。当她开怀大笑时，可以发现整齐的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的——这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的——这是车祸后留下的痕迹。令人不解的是，自从车祸后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁……医生搅尽脑汁病情仍未好转……一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。化学家发现了什么？你能为格林太太开一个药方吗？学以致用