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课题

化学反应与能量复习

教学目的1：

1. 了解化学反应中化学键与能量变化的关系及化学能与热能的关系。

2. 了解原电池中的氧化还原反应及常用电池的化学反应。

教学课时：2课时

知识体系

1 1. 化学键与化学反应中能量变化的关系

⑴

化学反应过程中伴随着能量的变化

任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应(E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)：

⑵

化学变化中能量变化的本质原因

⑶化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：

实质：一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

⑷

放热反应和吸热反应

表现形式

能量变化

键能变化

联系

图 示

放热反应

△H﹤0或△H为“—”

生成物释放的总能量大于

反应物吸收的总能量

生成物总键能大于反应物总键能

吸热反应

△H﹥0或△H为“+”

生成物释放的总能量小于

反应物吸收的总能量

生成物总键能小于反应物总键能

键能越大，物质能量越低，越稳定；反之

键能越小，物质能量越高，越不稳定，

☆

常见的放热反应：①

所有的燃烧反应

②

酸碱中和反应

③

大多数的化合反应

④

金属与酸的反应

⑤

生石灰和水反应 ⑥

浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等

1

☆

常见的吸热反应：①

晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl

②

大多数的分解反应

③

以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应

④

铵盐溶解等

⑵

燃料的燃烧

①

燃烧的条件：达到着火点；与O2接触。

②

燃料充分燃烧的条件：足够多的空气；燃料与空气又足够大的接触面积。

③

提高煤炭燃烧效率的方法：煤的干馏、气化和液化。（目的：减少污染物的排放；提高煤炭的利用率）

2. 原电池

能量转换

（实质）

正极

电极

较活泼金属

原

电

池

化学能→电能

（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）

负极

较不活泼金属

Pt/C 金属

Pt/C 金属氧化物

电极材料

不一定都是金属材料，也可以是碳棒、金属氧化物、惰性电极。

电解液

和负极反应（也可不反应）

构成条两极、一液、一反应(自发) ①

两个活泼性不同的电极

②

电解质溶液

③

电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路

④

一个自发的氧化还原反应

负极（Zn）：Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应) 件

离子迁阳离子→正极

阴离子→负

正极（Cu）：2H+ + 2e- = H2↑

阳离子向正极作定向移动，阴离子向负极作定向移动。

移

内电路

电子流向外电路

重要应用

负极(-)正极(+) 负极极板因此而带正电荷，正极极板由于得到了带负电的电子显负电性。

制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率

总反应：Zn+2H=Zn+H2↑

+2+(还原反应) e干电池、铅蓄电池、新型高能电池、

⑵

几种常见新型原电池

锌—锰电池

化

学

反

应

负极：（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2

特 点

2

铅蓄电池

负极：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：

PbO2+4H++2e-+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应：

Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O 负极：

Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O 正极：

Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH-

总反应：Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2

负极：

Li – e--=Li+

正极：

MnO2+2e-=MnO2-

锌银电池

Zn|KOH|Ag2O

锂电池

新型电池

能量大，体积小，但有优越的大电池放电性能，放电电压平稳，广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等

温度使用范围广，放电电压平坦，体积小，无电解液渗漏，并且电压随放电时间缓慢下降，可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本电脑电池等。

总反应：

Li+ MnO2=LiMnO2

氢氧燃料

电

池

电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：

负极：

2H2

–4e- + 4OH-=== 4H2O 正极：

O2+ 4e- + 2H2O === 4OH- 电解质溶液为酸性溶液：

负极：

2H2

–4e-=== 4H+

正极：

O2+ 4e- + 4H+ === 2H2O 电解质溶液为氢氧化钾溶液：

负极：

CH4 + 10OH- -8e- === CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH-

总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O

甲烷燃料

电

池

作业布置:

教学反思：

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