化學(xué)：專題1《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》課件(蘇教版選修4).ppt

化學(xué)反應(yīng)原理,專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 教材分析及教學(xué)建議,一、本專題的主要教學(xué)內(nèi)容的分析,1.專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化主要教學(xué)內(nèi)容,3,2.本專題各單元知識點內(nèi)在聯(lián)系,1）.專題1各單元知識的邏輯關(guān)系 （1）第一單元知識的邏輯關(guān)系,（2）.專題1第二、三單元知識的邏輯關(guān)系,2）.各單元知識點的內(nèi)在聯(lián)系 （1）.“化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)”各知識點的內(nèi)在關(guān)系,（2）. “化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化”各知識點的內(nèi)在關(guān)系（一）, “化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化”各知識點的內(nèi)在關(guān)系（二）,3. 與化學(xué)1化學(xué)2的關(guān)系,二、本專題各單元教學(xué)要求分析,第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng),第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,第三單元 金屬腐蝕與防護,三、幾點教學(xué)建議,（一）教學(xué)中應(yīng)與必修的內(nèi)容相銜接,從實驗感受化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化 用鍵能、蓋斯定律 進(jìn)行焓變的定量計算 定量測定反應(yīng)熱,宏觀、定性：,微觀、定量：,化學(xué)反應(yīng)與熱量,化學(xué)反應(yīng)中的熱量（等溫）：反應(yīng)熱；放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),用H表示反應(yīng)熱（放出或吸收的熱量）,在恒溫恒壓的條件下，用焓變（H）表示反應(yīng)放出或吸收的熱量,熱化學(xué)方程式書寫及其簡單計算,化學(xué)2 化學(xué)反應(yīng)中的熱量,化學(xué)反應(yīng)原理 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng),只要求描述銅鋅原電池發(fā)生的變化，不要求書寫電極反應(yīng)式,從得失電子的角度知道銅鋅原電池的電極反應(yīng)式的書寫，并會寫電池的總反應(yīng)式,能系統(tǒng)地從電極類型、反應(yīng)類型及得失電子守恒的角度書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式,在書寫氫氧燃料電池的電極反應(yīng)式時，能從反應(yīng)物質(zhì)所處的溶液環(huán)境等多方面考慮,原 電 池,化學(xué)2 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,化學(xué)反應(yīng)原理 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,（二）、把握好幾個重、難點,1.有關(guān)焓變 教材第2頁：在化工生產(chǎn)和科學(xué)實驗中，化學(xué)反應(yīng)通常在敞口容器中進(jìn)行，反應(yīng)體系的壓強與外界相等，即反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的。在恒溫、恒壓條件下（嚴(yán)格說來，只做體積功，不做其他功），化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變（H）。,焓變受哪些因素的影響,焓變受溫度及壓強的影響。在熱化學(xué)方程式中的熱效應(yīng)一般并不注明溫度與壓強，這是特指在298K、101kPa條件下的焓變。,由于知識基礎(chǔ)的欠缺，學(xué)生理解焓變時存在較大的困難。教材出于嚴(yán)密性的考慮，對焓變作了較為詳細(xì)的說明，在教學(xué)過程中可以將重點放在熱化學(xué)方程式的應(yīng)用上，而不必強調(diào)焓變的概念，更不必強調(diào)焓變的使用條件。,20,焓變,在恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中所吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變.,符號： H,單位： kJ/mol,規(guī)定：,當(dāng)H為“”（ H0）時，為放熱反應(yīng)；,當(dāng)H為“”（ H0）時，為吸熱反應(yīng).,從鍵能上看：H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能,從總能量上看： H=E生成物總能量-E反應(yīng)物總能量,焓變與各物質(zhì)的鍵能的關(guān)系,從鍵能上看： H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能,化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差，參考下表鍵能數(shù)據(jù)和晶體硅與二氧化硅結(jié)構(gòu)模型估算晶體硅在氧氣中燃燒生成二氧化硅晶體的熱化學(xué)方程式：Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中，H的值為 A+989.2 kJmol1 B61.2 kJmol1 C989.2 kJmol1 D245.2 kJmol1,練習(xí)：1.（08海南)白磷與氧發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2=P4O10.已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：PP akJmol1、PObkJmol1、P=O ckJmol1、O=O dkJmol1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的H，其中正確的是( ),A.（6a+5d4c12b）kJmol1 B.（4c+12b6a5d）kJmol1 C.（4c+12b4a5d）kJmol1 D.（4a+5d4c12b）kJmol1,由圖可以看出：P4中6mol的PP，5mol的O2中含有5molOO，1mol的P4O10中含有4mol的PO，12mol的PO,故為：A,.焓變與各物質(zhì)的能量的關(guān)系,從總能量上看： H=E生成物總能量-E反應(yīng)物總能量,答案：A,2.（08重慶卷）化學(xué)反應(yīng)N2+3H2=2NH3的能量變化如圖 所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是（ ） AN2(g)+3H2(g)=2NH3(1); H=2(a-b-c)kJmol-1 B N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); H=2(b-a)kJmol-1 C1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(1); H=(b+c-a)kJmol-1 D 1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g); H=(a+b)kJmol-1,(2009天津理綜)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ/mol; Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(g)+ O2(g) H=-226 kJ/mol; 根據(jù)以上熱化學(xué)方程式判斷,下列說法正確的是( ),A.CO的燃燒熱為283 kJ B.上圖可表示由CO生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系 C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(g)+O2(g) H-452 kJ/mol D.CO(g)與Na2O2(g)反應(yīng)放出509 kJ熱量時,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.021023,.焓變大小的比較,下列各組熱化學(xué)方程式中,化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是( ) C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 C(s)+ O2(g)=CO(g) H2 S(s)+O2(g)=SO2(g) H3 S(g)+O2(g)=SO2(g) H4 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H6 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H7 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) H8,H值大小比較包含“十”“一”號,即比較的是正數(shù)負(fù)數(shù)前者為完全燃燒,后者為不完全燃燒,熱效應(yīng)是前者大于后者,但H1H2均為負(fù)數(shù),故H1H2中S單質(zhì)狀態(tài)不同,氣體的能量狀態(tài)高于固態(tài),放熱多中方程式系數(shù)不同中前者為吸熱反應(yīng)H7為正數(shù),后者為放熱反應(yīng),H8為負(fù)數(shù),2.原電池電極反應(yīng)式的書寫,例題1,簡單原電池的電極式反應(yīng)書寫,Cu、Fe作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：Cu作_極, Fe作_極 電極反應(yīng)式是：負(fù)極_ 正極_ 總反應(yīng)式是_ 如將稀硫酸改為濃硝酸則： Cu作_極, Fe作_極 電極反應(yīng)式是：負(fù)極_ 正極_ 總反應(yīng)式是_,Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O,正,負(fù),Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,負(fù),正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2 +2H2O,變 式,例題 技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+ ，則其正極反應(yīng)式為_ _。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為 _ _。,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2-4e-+4OH-=4H2O,氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如：甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式： ，考 此時電池內(nèi)總的反應(yīng)式 ： 。,變 式,燃料電池的電極反應(yīng)式書寫,a b,CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,高考熱點考點,燃料電池的電極反應(yīng)式書寫規(guī)律: 寫出燃燒反應(yīng)； 根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)； 寫出正極的電極反應(yīng)式 由電子轉(zhuǎn)移數(shù)目及原子守恒，電荷守恒寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式?；蛘?由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極 反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。,負(fù)極：CH4,-4,+4,-8e-,+10OH-,+7H2O,燃燒電池的正極：,O2+4e-=2O2-,酸性介質(zhì),O2-+2H+=H2O,堿性或中性介質(zhì),O2-+ H2O = 4OH-,熔融碳酸鹽介質(zhì),O2-+CO2=CO32-,熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物用電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?制得在650下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式: 負(fù)極反應(yīng)式: , 正極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-=2CO32- 總電池反應(yīng) 式: .,2CO+2CO32-4e- =4CO2,2CO+O2=2CO2,解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進(jìn)行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中O2為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：2CO+O2=2CO2。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：O2+2CO2+4e-= 2CO32- 。,體驗高考,（年高考題）,放電正極:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,可充電電池的電極式反應(yīng)書寫,例題3已知愛迪生蓄電池在堿性條件下的電池反應(yīng)式為：Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 試寫出放電時的正、負(fù)極,充電時的陰、陽極的電極反應(yīng)式。,放電負(fù)極:Fe-2e-+2OH-= Fe(OH)2,充電： 陰極：Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-,陽極：Ni(OH)2+2OH-2e-= NiO2+2H2O,可充電電池電極反應(yīng)式的書寫規(guī)律: 看清楚 “充電、放電” 的方向 放電的過程應(yīng)用原電池原理， 充電的過程應(yīng)用電解池原理 (升價) (降價) (升價) (降價) 物質(zhì)1 + 物質(zhì)2 物質(zhì)3 + 物質(zhì)4 負(fù)極 正極 陽極 陰極,（2006年廣東高考）某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是 （ ） A、放電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) B、放電時，正極反應(yīng)為： Li+LiMn2O4e-=Li2Mn2O4 C、充電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) D、充電時，陽極反應(yīng)為：Li+e-=Li,可充電電池的電極式反應(yīng)書寫,B,可充電電池的電極式反應(yīng)書寫,體驗高考 2006年高考（重慶） （14分）鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極格板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為： PbPbO24H2SO42 2PbSO42H2O 請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）： （1）放電時：正極的電極反應(yīng)式是 ； 電解液中H2SO4的濃度將變 ；當(dāng)外電路通過1mol電子時， 理論上負(fù)極