化學反應與能量轉化liugai201303

1、化學反應與能量教學化學反應與能量教學專題研討專題研討北京市通州區(qū)潞河中學北京市通州區(qū)潞河中學 姚新姚新平平一、一、化學反應與能量教學的重要性化學反應與能量教學的重要性（一）國家是怎樣要求的（一）國家是怎樣要求的課程標準課程標準1.1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式形式2.2.通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎，了通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎，了解化學在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提解化學在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。高能量利用效率的實際意義

2、。3 3. .能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，了解反應熱和焓變能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，了解反應熱和焓變的涵義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。的涵義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。4 4. .體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。5.5.通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認 識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。識化學能與電能相互轉化的實際意

3、義及其重要應用。6.6.能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害, ,通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。考試大綱：考試大綱：1.1.了解氧化還原反應的本質是電子的轉移。了解常見的氧化了解氧化還原反應的本質是電子的轉移。了解常見的氧化還原反應。還原反應。2.2.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。形式。 3.3.了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。、反應熱等概

4、念。4.4.了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱 的簡單計算。的簡單計算。5.5.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在 解決能源危機中的重要作用。解決能源危機中的重要作用。6.6.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池 反應方程式。了解常見化學電源的種類及其工作原理。反應方程式。了解常見化學電源的種類及其工作原理。7.7.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐

5、蝕的危害，防止 金屬腐蝕的措施。金屬腐蝕的措施。解讀：跟課程標準相比較，有以下差別：解讀：跟課程標準相比較，有以下差別：1.1.更注重知識與能力。更注重知識與能力。2.2.對實驗性的敘述減少，因為現(xiàn)階段高考中沒有實際實驗操作。對實驗性的敘述減少，因為現(xiàn)階段高考中沒有實際實驗操作。3.3.化學的學科價值敘述減少，因為高考畢竟考的更多的是知識化學的學科價值敘述減少，因為高考畢竟考的更多的是知識 和能力這個維度，情感態(tài)度與價值觀的滲透應主要在新課階和能力這個維度，情感態(tài)度與價值觀的滲透應主要在新課階 段。段。4.4.氧化還原反應是電化學的基礎；同時，氧化還原反應的熱能氧化還原反應是電化學的基礎；同時

6、，氧化還原反應的熱能 是現(xiàn)代社會能源供給的主要形式。所以，把氧化還原反應跟是現(xiàn)代社會能源供給的主要形式。所以，把氧化還原反應跟 能量放在了一起。也給我們一個啟示，學好這部分，必須學能量放在了一起。也給我們一個啟示，學好這部分，必須學 好氧化還原反應這個概念。好氧化還原反應這個概念。（二）本部分的學科價值（二）本部分的學科價值1.1.社會價值社會價值2.2.知識價值知識價值3.3.教育價值教育價值4.4.科學價值科學價值5.5.升學價值升學價值二、化學反應與能量教學存在的問題二、化學反應與能量教學存在的問題1.1.缺乏認識問題的高度缺乏認識問題的高度（1 1）從社會價值認識）從社會價值認識電化學

7、工業(yè)電化學工業(yè)化學電源化學電源金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護在醫(yī)學方面的應用在醫(yī)學方面的應用（2 2）不談化學史）不談化學史銅制的圓筒銅制的圓筒陶瓷壺陶瓷壺 到了到了17801780年，年，意大利的解剖學家意大利的解剖學家路易吉路易吉阿羅西奧阿羅西奧伽伐伽伐尼尼在解剖青蛙時發(fā)現(xiàn)不同金屬的兩端接觸青蛙時有電流通過，在解剖青蛙時發(fā)現(xiàn)不同金屬的兩端接觸青蛙時有電流通過，這種電流稱為動物電這種電流稱為動物電。這個現(xiàn)象被同國這個現(xiàn)象被同國的物理學家的物理學家伏打伏打進行了補充實驗進行了補充實驗，并研并研制成功了制成功了“伏打電堆伏打電堆”（3 3）不談）不談前景前景電化學技術是材料科學研究不可缺少的重

8、要方法電化學技術是材料科學研究不可缺少的重要方法 電化學能源電化學能源化學和生物傳感器化學和生物傳感器生物電化學、有機電化學及導電聚合物生物電化學、有機電化學及導電聚合物2.2.缺乏科學內涵或曰缺乏科學性缺乏科學內涵或曰缺乏科學性 具體來說，我們的課堂缺乏具體來說，我們的課堂缺乏“實證性、嚴密性、認知沖突實證性、嚴密性、認知沖突、問題意識、問題意識”。實證和可重復是科學的存在的依據(jù)。實證和可重復是科學的存在的依據(jù)。 為為什么要培養(yǎng)學生問題意識？什么要培養(yǎng)學生問題意識？ 古古人云人云“為學患無疑，疑則有進為學患無疑，疑則有進” 愛愛因斯坦說過因斯坦說過“發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要發(fā)現(xiàn)問題比解決問題

9、更重要?！?美美國學者布魯巴克說國學者布魯巴克說： “最精湛的教學藝術最精湛的教學藝術，就，就是讓學生提出問題是讓學生提出問題”。 （1）是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的需要。）是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的需要。（2 2）是全面培養(yǎng)學生思維能力的需要）是全面培養(yǎng)學生思維能力的需要（3）是）是新的學新的學習方式的需要習方式的需要 學學生問題意識的現(xiàn)生問題意識的現(xiàn)狀：狀： 傳傳統(tǒng)教育強調要培養(yǎng)統(tǒng)教育強調要培養(yǎng)“分析問題與解決問分析問題與解決問題的題的能能力力”，教師重視的是研究如何設計問題，教師重視的是研究如何設計問題，啟發(fā)啟發(fā)學生如學生如何回答，而忽視了對學生問題意識的何回答，而忽視了對學生問題意識的培養(yǎng)培養(yǎng)，使學

10、生思，使學生思維不活躍，想象力不豐富，創(chuàng)新維不活躍，想象力不豐富，創(chuàng)新精神精神缺乏，既使有學缺乏，既使有學生提問也僅僅是做不出的習生提問也僅僅是做不出的習題，題，提不出高質量的問題。提不出高質量的問題。 3.3.對內容的深度挖掘不夠，缺乏思維能力的培養(yǎng)對內容的深度挖掘不夠，缺乏思維能力的培養(yǎng)4.4.理論與實際的聯(lián)系不足理論與實際的聯(lián)系不足5 5教學中應考痕跡明顯教學中應考痕跡明顯, ,但更多的是重復訓練但更多的是重復訓練（1 1）興趣培養(yǎng)缺失）興趣培養(yǎng)缺失（2 2）不重視原理教學，寄希望于不重視原理教學，寄希望于大量大量機械的、重復的機械的、重復的練習練習三、三、化學反應與能量教學的改進策略化

11、學反應與能量教學的改進策略 1. 1.放眼看世界，低頭思教學放眼看世界，低頭思教學 現(xiàn)代社會，后互聯(lián)網(wǎng)時代，我們的教學不可局限于課本，現(xiàn)代社會，后互聯(lián)網(wǎng)時代，我們的教學不可局限于課本，局限于中國，局限于當代，要從歷史到未來，從國內到國外。局限于中國，局限于當代，要從歷史到未來，從國內到國外。 能源與戰(zhàn)爭能源與戰(zhàn)爭 能源與生活能源與生活 能源與環(huán)境能源與環(huán)境 能源與未來能源與未來可控可控核聚變核聚變 2. 2.化學是科學，不是文科，更不單是應考的內容化學是科學，不是文科，更不單是應考的內容 賞析江敏老師（南京市金陵中學）的賞析江敏老師（南京市金陵中學）的“原電池原電池”一課（一課（P22-P41

12、P22-P41）南京市金陵中學南京市金陵中學 江敏江敏實驗室制取實驗室制取H H2 2反應的再認識反應的再認識 實實驗驗1 1 將將ZnZn粒投入到粒投入到4mL 2mol/L4mL 2mol/L的鹽酸溶液中，觀的鹽酸溶液中，觀察察 反反應的現(xiàn)象應的現(xiàn)象 溶液溫度升高溶液溫度升高 有氣體產生有氣體產生Zn + 2H+ = Zn2+ + H2氧化還原反應氧化還原反應 2e-( (顯性顯性) ) ZnZn溶解溶解 ( (隱性隱性) ) ( (新的感知新的感知) ) ( (理性認識理性認識) )氧化還原反應中電子轉移的實證氧化還原反應中電子轉移的實證 實驗實驗2 2 將將ZnZn粒置于培養(yǎng)皿中，加入

13、適量粒置于培養(yǎng)皿中，加入適量2mol/L2mol/L的的H H2 2SOSO4 4溶溶 液液，使其浸沒，使其浸沒ZnZn粒。粒。 Zn + 2H+ = Zn2+ + H22e- 將銅絲的一端觸抵在將銅絲的一端觸抵在ZnZn粒表面，銅絲的粒表面，銅絲的另一另一端浸端浸沒沒 于于H H2 2SOSO4 4溶液中。溶液中。 一種能夠產生電流的裝置一種能夠產生電流的裝置 ZnCuH2SO4Ae-e-當裝置中產生電流時，還發(fā)生了什么？當裝置中產生電流時，還發(fā)生了什么？實驗實驗3 3 取取等質量的等質量的MgMg條，用銅絲夾持后分別以下列兩種條，用銅絲夾持后分別以下列兩種方式與方式與15mL 2mol/L

14、 H15mL 2mol/L H2 2SOSO4 4溶液反應溶液反應注：注： A A中用銅絲夾持中用銅絲夾持MgMg條，有利于與酸的接觸和反應條，有利于與酸的接觸和反應 AB實驗實驗4 4 在在A A燒杯中增加一段與燒杯中增加一段與B B燒杯中相同質量和形狀的燒杯中相同質量和形狀的銅絲，以消除傳熱的誤差銅絲，以消除傳熱的誤差實驗室制取實驗室制取H H2 2反應的再認識反應的再認識 將將ZnZn粒投入到粒投入到2mL 4mol/L2mL 4mol/L的鹽酸溶液中，觀察反應的現(xiàn)象的鹽酸溶液中，觀察反應的現(xiàn)象 溶液溫度升高溶液溫度升高 有氣體產生有氣體產生Zn + 2H+ = Zn2+ + H2氧化還

15、原反應氧化還原反應 2e-( (顯性顯性) ) ZnZn溶解溶解 ( (隱性隱性) ) ( (新的感知新的感知) ) ( (理性認識理性認識) )電流電流- -電能電能當裝置中產生電流時，還發(fā)生了什么？當裝置中產生電流時，還發(fā)生了什么？MgCue-e-RZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4e e- -e e- -一種能夠將化學能轉化為電能的裝置一種能夠將化學能轉化為電能的裝置 原電池原電池 負極負極 Zn Zn：正極正極 Cu Cu：Zn - 2eZn - 2e- - = Zn = Zn2+ 2+ 2H2H+ + + 2e + 2e- - = H = H2 2 Zn-H Zn-H 原原電

16、池電池 原電池的整體工作狀態(tài)原電池的整體工作狀態(tài) ZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4e e- -e e- -ZnZn2+2+H H+ +溶液中溶液中離子離子的遷移的遷移 負極：負極：ZnZn2+2+溶出，向正極遷移溶出，向正極遷移外電路外電路電子電子由負極流向正極由負極流向正極 正極：正極：H H+ +消耗，消耗，H H+ +向正極遷移向正極遷移H+ 能量轉化過程中的遺憾能量轉化過程中的遺憾 e-ZnZn粒表面的氣體因為形成閉合電路而消失了嗎？粒表面的氣體因為形成閉合電路而消失了嗎？ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Z

17、n2+ Zn2+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Zn2+ Zn2+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ ZnZn表面氣體出現(xiàn)，表明原電池能量轉化效率的降低表面氣體出現(xiàn)，表明原電池能量轉化效率的降低提高能量轉化效率的基本方法之一提高能量轉化效率的基本方法之一 ZnZnSO4 CuH2SO4Zn2+H+ 當當初步解決原電池工作時的能量轉化效率以后，人們關注初步解決原電池工作時的能量轉化效率以后，人們關注的下一個問題將是的

18、下一個問題將是? ? KCl 提高電池容量的辦法提高電池容量的辦法 電池的規(guī)模電池的規(guī)模 由小到大由小到大 伏打堆伏打堆 電池的體積電池的體積 由由大到小大到小手機的變化手機的變化 負極材料直接相關負極材料直接相關Ca Na 提高電池比容量的辦法提高電池比容量的辦法 等等質量的短周期金屬單質，分別與足量的酸反應，質量的短周期金屬單質，分別與足量的酸反應，放出放出H H2 2的質量由多到少的排列順序的質量由多到少的排列順序是？是？ Be Li Al Mg 2917327224123240256265FeNiZn Pb 2592207H2 22Ca Na 化學電源研發(fā)、應用之路化學電源研發(fā)、應用之

19、路 BeFeNiZn Pb 1836年1859年1890年1899年1992年H2 2000年Li Al Mg20102010年中國基本金屬產量統(tǒng)計年中國基本金屬產量統(tǒng)計金屬金屬年產量（噸）年產量（噸）精煉銅精煉銅47930004793000噸噸電解鋁電解鋁1565000015650000噸噸鋅鋅52650005265000噸噸鉛鉛43160004316000噸噸鎳鎳214086214086噸噸鎂鎂830000830000噸噸負極材料選擇受資源和技術等因素影響負極材料選擇受資源和技術等因素影響 當能量間的轉化被忽略之后當能量間的轉化被忽略之后 MgMg條用銅絲夾持僅僅就是條用銅絲夾持僅僅就是起

20、固定作用？起固定作用？ 實驗實驗5 5 向向ZnZn與與H H2 2SOSO4 4反應的溶液中，滴反應的溶液中，滴加加CuSOCuSO4 4溶液，溶液，1.1.為為什么純鐵具有極好的抗腐蝕性能，而鐵合金（含什么純鐵具有極好的抗腐蝕性能，而鐵合金（含C C） 卻卻很容易生銹很容易生銹？2.2.當鐵合金表面涂有含當鐵合金表面涂有含ZnZn的涂層，會發(fā)生怎樣的結果？的涂層，會發(fā)生怎樣的結果？ CaCa Na Na 化學電源的發(fā)展趨勢化學電源的發(fā)展趨勢 Be Li Al Mg Be Li Al Mg FeFeNiNiZn Zn Pb Pb H H2 2 比容量比容量大、效大、效率高率高 放電速率快放電

21、速率快 正極材料和電解質溶液的研究正極材料和電解質溶液的研究 比容量大比容量大Ca Na Be Li Al Mg FeNiZn Pb 1836年年1859年年1890年年1899年年1992年年化學電源的起點化學電源的起點市場份額的市場份額的80%80%以上以上燃料電池燃料電池未來新能源的方向未來新能源的方向化學電源的發(fā)展趨勢化學電源的發(fā)展趨勢 Ca Na 化學電源的發(fā)展趨勢化學電源的發(fā)展趨勢 Be Li Al Mg FeNiZn Pb H2 比容量大比容量大效率高效率高 放電速率快放電速率快 正極材料和電解質溶液的研究正極材料和電解質溶液的研究 金屬金屬- -空氣電池空氣電池化學電源的起點化

22、學電源的起點技術改進技術改進資源豐富資源豐富占據(jù)巨大市場份額占據(jù)巨大市場份額性價比高性價比高無記憶效應無記憶效應ZnPb H2 燃料電池燃料電池未來新能源的方向未來新能源的方向評評“原電池原電池”一課（江敏）一課（江敏） “化學課的科學內涵化學課的科學內涵”一、科學的基礎是事實，化學事實是化學學習的原點一、科學的基礎是事實，化學事實是化學學習的原點1. 1. 化學史化學史2. 2. 化學實驗化學實驗3. 3. 生產生活事實生產生活事實二、認知沖突是問題解決的動力二、認知沖突是問題解決的動力三、科學成果的產生源于嚴密的推理三、科學成果的產生源于嚴密的推理四、建立科學模型是歸納更是認識新問題的工具

23、四、建立科學模型是歸納更是認識新問題的工具五、對五、對“科學的價值科學的價值學科的價值學科的價值”的再認識的再認識六、興趣與堅持六、興趣與堅持3.3.思維能力是素質的核心內容之一思維能力是素質的核心內容之一如何培養(yǎng)學生的問題意識：如何培養(yǎng)學生的問題意識：（1 1）營造融洽的師生關系，民主和諧的課堂氣氛，讓學生敢問）營造融洽的師生關系，民主和諧的課堂氣氛，讓學生敢問（2 2）探究的教育氛圍，激發(fā)學習的興趣，讓學生想問）探究的教育氛圍，激發(fā)學習的興趣，讓學生想問（3 3）創(chuàng)設問題情景，教給學生發(fā)現(xiàn)問題的方法，讓學生可問）創(chuàng)設問題情景，教給學生發(fā)現(xiàn)問題的方法，讓學生可問 （4 4）加強雙基教學，豐富

24、知識結構，形成學生提問技能）加強雙基教學，豐富知識結構，形成學生提問技能 （5 5）把化學課堂教學伸向社會，拓寬培養(yǎng)問題意識的渠道）把化學課堂教學伸向社會，拓寬培養(yǎng)問題意識的渠道 培養(yǎng)學生的問題意識需注意的幾個問題培養(yǎng)學生的問題意識需注意的幾個問題（1 1）關于問題的品質）關于問題的品質（2 2）教師不能把自己的思維習慣強加給學生）教師不能把自己的思維習慣強加給學生（3 3）教師要加強學習）教師要加強學習, ,積累知識積累知識, ,提高駕馭課堂的能力提高駕馭課堂的能力 （4 4）加強學生間的互動作用）加強學生間的互動作用（5 5）問題意識的培養(yǎng)要重過程輕結果）問題意識的培養(yǎng)要重過程輕結果 要重

25、視思維品質的培養(yǎng)要重視思維品質的培養(yǎng) 思維是人腦對客觀現(xiàn)實的概括和間接的反映，思維能力思維是人腦對客觀現(xiàn)實的概括和間接的反映，思維能力是人們在感性認識的基礎上，運用分析是人們在感性認識的基礎上，運用分析 歸納假設想象等思維歸納假設想象等思維的基本方法，形成概念并進行判斷和推理，從而獲得對事物的基本方法，形成概念并進行判斷和推理，從而獲得對事物本質和規(guī)律的認識能力本質和規(guī)律的認識能力。注意培養(yǎng)學生良好的思維品質，對于注意培養(yǎng)學生良好的思維品質，對于學生學生的一生都有益處的一生都有益處。（1 1）鼓勵不同見解，培養(yǎng)學生思維的獨立性）鼓勵不同見解，培養(yǎng)學生思維的獨立性（2 2）突破思維的局限性，培養(yǎng)

26、思維的開闊性）突破思維的局限性，培養(yǎng)思維的開闊性（3 3）透過現(xiàn)象看本質，培養(yǎng)學生思維的深刻性）透過現(xiàn)象看本質，培養(yǎng)學生思維的深刻性（4 4）透過傳授知識的邏輯性，培養(yǎng)學生思維的邏輯性）透過傳授知識的邏輯性，培養(yǎng)學生思維的邏輯性（5 5）加強解題能力訓練，培養(yǎng)學生思維的敏捷性）加強解題能力訓練，培養(yǎng)學生思維的敏捷性關于原電池的微課關于原電池的微課：潞河中學潞河中學 夏添夏添老師：老師：基于基于“問題解決問題解決”和和“邏輯思維邏輯思維”的微課欣賞的微課欣賞(P49-P64)(P49-P64)人教版人教版普通高中課程標準實驗教科書普通高中課程標準實驗教科書化學化學選修選修4 4原電池原電池潞河中

27、學潞河中學 夏添夏添 第四章第四章 第一節(jié)第一節(jié) 第一課時第一課時1、自發(fā)的氧化、還原反應分別放在、自發(fā)的氧化、還原反應分別放在兩兩 個個電極上發(fā)生。電極上發(fā)生。2、化學能轉化成電能。、化學能轉化成電能。二、復習銅鋅原電池原理二、復習銅鋅原電池原理 一、根據(jù)實驗儀器、實驗藥品，組裝一、根據(jù)實驗儀器、實驗藥品，組裝了了 銅銅- -鋅鋅原電池。觀察實驗現(xiàn)象。原電池。觀察實驗現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 不足之處不足之處如何改進？如何改進？CuCu、ZnZn表面都有氣泡產生表面都有氣泡產生ZnZn電極自身形成微小原電池，有電極自身形成微小原電池，有能量的損耗能量的損耗電流不持續(xù)電流不持續(xù)電流表指針偏轉幅

28、度逐漸電流表指針偏轉幅度逐漸變小變小閉合回路閉合回路鋅錳干電池即使不用，放置過久，也可鋅錳干電池即使不用，放置過久，也可能會漏液失效（作為電解質的能會漏液失效（作為電解質的NH4Cl的的水溶液顯酸性）水溶液顯酸性）必修必修2p42為什么？為什么？“南孚聚能環(huán)南孚聚能環(huán)” “一節(jié)更比六節(jié)強一節(jié)更比六節(jié)強”“南孚聚能環(huán)南孚聚能環(huán)”“塑料筒塑料筒”分析，增加塑料筒能起到什么作用？分析，增加塑料筒能起到什么作用？避免了氧化劑和還原劑直接接觸避免了氧化劑和還原劑直接接觸改進銅鋅原電池裝置改進銅鋅原電池裝置問題？問題？沒有形成閉合回路。沒有形成閉合回路。鹽橋的制作：鹽橋的制作： 鹽鹽橋中一般裝有飽和橋中一

29、般裝有飽和KCl溶溶液液和和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是是防防止管中溶液流出，止管中溶液流出，K+和和Cl-能能在在膠膠凍能自由移凍能自由移動動. 改改進后進后避免了氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失。避免了氧化劑與還原劑直接接觸造成能量損失。電流持續(xù)、穩(wěn)定電流持續(xù)、穩(wěn)定?！締⑹締⑹尽垦趸瘎┖瓦€原劑不直接接觸也能發(fā)生反應。氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生反應。H2SO4 CuZnA ZnSO4 H2SO4Zn CuA改進改進鹽橋鹽橋SO42Zn2+eeSO42H+K+H2ZnK+ClK+ClK+ClK+ClK+ClClK+K+ClK+K+K+ClClK+ClClClZ

30、nSOZnSO4 4H H2 2SOSO4 4雙液原電池工作原理雙液原電池工作原理鹽橋的作用鹽橋的作用離子庫、導體離子庫、導體生活中的電池生活中的電池“膜”改變結構改變結構改變電極改變電極永久性人造心臟永久性人造心臟鋰電池鋰電池改變電解質溶液改變電解質溶液必修必修2p42為了延長電池壽命和提高其性為了延長電池壽命和提高其性能，人們將電解池內的電解質能，人們將電解池內的電解質NH4Cl換成濕的換成濕的KOH，并在構，并在構造上改進，制成了堿性鋅錳電造上改進，制成了堿性鋅錳電池。池。課后思考：課后思考：電流表指針也發(fā)生電流表指針也發(fā)生了偏轉。？了偏轉。？4.4.與化學能源相關的實際是教學的出發(fā)和歸

31、宿與化學能源相關的實際是教學的出發(fā)和歸宿（1 1）為什么要重視實際）為什么要重視實際? ?（2 2）與化學能源相關的實際有哪些？）與化學能源相關的實際有哪些？（3 3）理論怎樣跟實際關聯(lián)）理論怎樣跟實際關聯(lián)加強學生活動加強學生活動建議開展以下學生活動：建議開展以下學生活動：觀看影像或討論：化學反應與能量轉化。觀看影像或討論：化學反應與能量轉化。調查與交流：家庭使用煤氣、液化石油氣、煤等的熱能利用效調查與交流：家庭使用煤氣、液化石油氣、煤等的熱能利用效率，提出提高能源利用率的合理化建議。率，提出提高能源利用率的合理化建議。查閱資料：人類社會所面臨的能源危機以及未來新型能源。查閱資料：人類社會所面

32、臨的能源危機以及未來新型能源。討論：太陽能儲存和利用的途徑。討論：太陽能儲存和利用的途徑。查閱資料并交流查閱資料并交流: :化學暖爐化學暖爐”、“熱敷袋熱敷袋”的構造和發(fā)熱原理的構造和發(fā)熱原理討論：選擇燃料的依據(jù)。討論：選擇燃料的依據(jù)。查閱資料并交流：火箭推進劑的主要成分和燃燒熱。查閱資料并交流：火箭推進劑的主要成分和燃燒熱。實驗探究：電能與化學能的相互轉化。實驗探究：電能與化學能的相互轉化。調查市場常見化學電池種類，討論它們的工作原理、生產工藝調查市場常見化學電池種類，討論它們的工作原理、生產工藝和回收和回收價價值值。查閱資料并交流：防止鋼鐵腐蝕的方法。查閱資料并交流：防止鋼鐵腐蝕的方法。5

33、.5.應考要有，但不是全部應考要有，但不是全部（1 1）目的要明確）目的要明確（2 2）知識面要寬）知識面要寬（3 3）知識系統(tǒng)、完善）知識系統(tǒng)、完善（4 4）練習不在多，而在精）練習不在多，而在精（5 5）妥善解決教學中的難點）妥善解決教學中的難點妥善解決教學中的難點妥善解決教學中的難點： 解決一個認識：從定性到定量解決一個認識：從定性到定量 由鍵能計算反應熱由鍵能計算反應熱 物質能量狀態(tài)高低與物質穩(wěn)定性物質能量狀態(tài)高低與物質穩(wěn)定性做好一個鋪墊：氧化還原反應做好一個鋪墊：氧化還原反應 全面、深刻理解概念的內涵和外延全面、深刻理解概念的內涵和外延 核心概念有：燃燒熱、中和熱、原電池、電解核心概

34、念有：燃燒熱、中和熱、原電池、電解 蓋斯定律及應用（化學反應熱的計算）蓋斯定律及應用（化學反應熱的計算） 電極的規(guī)定及電極反應方程式的書寫電極的規(guī)定及電極反應方程式的書寫 電解氯化鈉溶液（氯堿工業(yè)）電解氯化鈉溶液（氯堿工業(yè)）失失電子、化合價電子、化合價升升高、被高、被氧氧化化得電子、化合價降低、被還得電子、化合價降低、被還原原四組概念之間的聯(lián)系：四組概念之間的聯(lián)系：氧化劑氧化劑 + 還還原劑原劑 還原產物還原產物 +氧氧化產物化產物還虱生癢癢還虱生癢癢做好鋪墊：氧化還原反應做好鋪墊：氧化還原反應解決一個認識：從定性到解決一個認識：從定性到定量定量。HC lHC lHHHHC lC lC lC

35、l+436 kJ/m ol243kJ/m ol431 kJ/m olkJ/mol183kJ/mol由鍵能計算反應熱由鍵能計算反應熱: : A A、石墨比金剛石更穩(wěn)定、石墨比金剛石更穩(wěn)定 B B、金剛石和石墨可以相互轉化、金剛石和石墨可以相互轉化 C C、金剛石比石墨穩(wěn)定、金剛石比石墨穩(wěn)定 D D、金剛石和石墨不能相互轉化、金剛石和石墨不能相互轉化AB 物質能量狀態(tài)高低與物質穩(wěn)定性物質能量狀態(tài)高低與物質穩(wěn)定性C(石墨石墨 s ) C(金剛石金剛石 s ) H = +700 kJ/mol 預測預測若干化學鍵的鍵能（若干化學鍵的鍵能（ kJ/mol，25 ）H2 + F2 = 2HF H2 + Cl

36、2 = 2HCl 預預測當生成測當生成2 mol HF和和2 mol HCl時，時，哪哪個反個反應放出的熱量多？應放出的熱量多？H2 （g） + F2（g） = 2HF（g） kJ/molH2 （g） + Cl2（g） = 2HCl2（g）kJ/mol“燃燒熱燃燒熱”概念的理解概念的理解 定定義：在義：在25,25,101 kPa時，時，1 mol 物質完全燃燒生物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。 研究條件：研究條件： 25 ,101 25 ,101 kPakPa 反應程度：完全燃燒，產物是穩(wěn)定的氧化物反應程度：完

37、全燃燒，產物是穩(wěn)定的氧化物。 如如: : C CCOCO2 2(g)(g)、H H H H2 2O O（l l）、）、S S SO SO2 2 （g g） 燃燒物的物質的量：燃燒物的物質的量：1 mol1 mol 研究內容：放出的熱量。（研究內容：放出的熱量。（H H00，單位，單位kJ/molkJ/mol）用用熱化學方程式表示物質的燃燒熱：熱化學方程式表示物質的燃燒熱： 由由于計算燃燒熱時，可燃物質是以于計算燃燒熱時，可燃物質是以1 mol 1 mol 作為標準來計作為標準來計算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。算的，所以熱化學方程式的化學計量系數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。 在在稀稀溶液中，（

38、強）酸跟（強）堿發(fā)生中和反應而生溶液中，（強）酸跟（強）堿發(fā)生中和反應而生成成1 molH1 molH2 2O O，這時的反應熱叫做中和熱。，這時的反應熱叫做中和熱。 H+（aq）+ OH（aq）= H2O（l） H=57.3 kJmol思思考：考： 1 1、如果用、如果用1 L 1 mol1 L 1 molL L的的 NHNH3 3HH2 2O O溶液溶液中和中和 1L1mol1L1molL L的的CHCH3 3COOHCOOH溶液，也能放出溶液，也能放出57.3 57.3 kJkJ的的熱量熱量? ? 2 2、如果用、如果用1 L 1 mol1 L 1 molL L的的 NaOHNaOH溶液

39、中和溶液中和 濃濃硫酸硫酸生生成成1 mol 1 mol 水，也能放出水，也能放出57.3 57.3 kJ kJ 的的熱量熱量? ? 3 3、如果用稀、如果用稀BaBa(OH)(OH)2 2與稀硫酸溶液生成與稀硫酸溶液生成1 mol 1 mol 水，水，也能放出也能放出57.3 kJ57.3 kJ的熱量的熱量? ? “中和熱中和熱”概念的理解概念的理解 中中和熱與燃燒熱不同，燃燒熱是以和熱與燃燒熱不同，燃燒熱是以 1 mol1 mol物質完全燃燒物質完全燃燒所放出的熱量來定義所放出的熱量來定義的的 ，而中和熱是以生成而中和熱是以生成1 mol H1 mol H2 2O O所放所放出的熱量來定義

40、的。因此若用熱化學方程式表示它們時，應出的熱量來定義的。因此若用熱化學方程式表示它們時，應以燃燒以燃燒1mol1mol物質或生成物質或生成1 mol H1 mol H2 2O O為標準來配平其余為標準來配平其余物質的物質的化學計量數(shù)。例如：化學計量數(shù)。例如： H=283.0 kJmolH=57.3 kJmol 應用：應用：有有些化學反應進行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接些化學反應進行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測得這些反應的反應熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數(shù)測得這些反應的反應熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數(shù)據(jù)據(jù)。 關鍵：關鍵：目標方程式的目標方程式的“四則運算式四則運算式”的導出。的導

41、出。 方法：方法：寫出目標方程式確定寫出目標方程式確定“過渡物質過渡物質”（要消去的物質（要消去的物質）然后用消元法逐一消去）然后用消元法逐一消去“過渡物質過渡物質”，導出，導出“四則運算式四則運算式”。蓋斯定律 由由已知反應熱導出未知已知反應熱導出未知H的方法：的方法： 寫寫出未知方程式，然后跟已知方程出未知方程式，然后跟已知方程式比式比較。在系較。在系數(shù)相等的前提數(shù)相等的前提下下 （ 若不相等若不相等先配先配相相等等 ）, , 若若已知反應的已知反應的反應物與所求反反應物與所求反應的應的反應物相同反應物相同， 則則加上已知反應的加上已知反應的 H；若已若已知反應的生成物與所求反應的反應物相

42、知反應的生成物與所求反應的反應物相同，同，則減去已則減去已知反應的知反應的H。生成物亦然。生成物亦然。 先先匹配系數(shù)匹配系數(shù)， H同同加，反減。加，反減。 例例. 在在298K、101KPa時，已知時，已知: 2H2O(g) = O2(g)+ 2H2 (g) H1Cl2(g) + H2(g) = 2HCl(g) H22Cl2(g) + 2H2O(g) = 4HCl(g) + O2(g) H3 H3與與H1、 H2的關系是的關系是: H3=H1 + 2 H2例例.已知：已知： Ca(s) + C(s) + 3/2 O2(g) = CaCO3(s) H1 = 1206.8 kJ/mol Ca(s)

43、 + 1/2O2(g) = CaO(s) H2 = 635.1 kJ/mol C(s) + O2(g) = CO2(g) H3 = 393.5 kJ/mol求求CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)的反應熱的反應熱 H4 = H2 + H3 H1= + 178.2 kJ/mol 如何理解如何理解“原電池和電解池原電池和電解池”的概念？的概念？能量變化與變化條件及反應方向。能量變化與變化條件及反應方向。+ +陽陽極極陰陰極極陽離子陽離子陰離子陰離子物理上：物理上：正極：電子流出的電極。正極：電子流出的電極。負極：電子流入的電極。負極：電子流入的電極?；瘜W上：化學上：陽極：發(fā)生氧化反

44、應的電極。陽極：發(fā)生氧化反應的電極。陰極：發(fā)生還原反應的電極。陰極：發(fā)生還原反應的電極。 e e- -e e- - e e- -電源的電源的正正極極 - - 電解池的電解池的陽陽極極 -發(fā)生發(fā)生 氧化氧化反應反應電源的電源的負負極極 - - 電解池的電解池的陰陰極極 -發(fā)生發(fā)生 還原還原反應反應電電解解原原理理 1 1電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)則（如所有規(guī)則（如“拆拆”、“平平”）；）； 2 2將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；應，總反應減去

45、一極反應即得到另一極反應；書寫電極反應式應注意以下幾點：書寫電極反應式應注意以下幾點： 3 3負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物，與溶液的酸堿性有關（如產物，與溶液的酸堿性有關（如4 4價的價的C C在在酸性溶液中酸性溶液中以以COCO2 2形式存在，在形式存在，在堿性溶液中堿性溶液中以以COCO3 32 2形式存在）；形式存在）； 4 4溶液中不存在溶液中不存在O O2 2：在酸性溶液中它與：在酸性溶液中它與H H結合成結合成H H2 2O O、在堿性或中性溶液中它與水結合成、在堿性或中性溶液中它與水結合成OHOH。練習：練習：航天技術上

46、使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、航天技術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都可以表示為電時的總反應都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電，酸式電池中電解質是酸，其負極反應可表示為解質是酸，其負極反應可表示為2H2-4e-=4H+ ，則其正極反，則其正極反應式為應式為_ _ _。堿式電池的電解質是堿，。堿式電池的電解質是堿，其正極反應式為其正極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負極反應可表示，則其負極反應可表示為為 _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-

47、4e-+4OH-=4H2O 練習、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價練習、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氫化合物，如：甲烷、格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物，如：甲烷、汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構成的甲烷燃料電池中汽油等。請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構成的甲烷燃料電池中a a極的電極反應式：極的電極反應式： ，此時電池內總的反應式此時電池內總的反應式 ： 。 KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O換做甲醇（堿性介質）燃料電池呢？換做甲醇（堿性介質）燃料電池呢？：CH3OH+8OH- - 6e-=CO32- +6H2O+：O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-換做甲醇（酸性介質）燃料電池呢？換做甲醇（酸性介質）燃料電池呢？：CH3OH + H2O - 6e-=CO2 + 6 H+：O2 + 4e- + 4 H+ = 2 H2O 以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入以丙烷為燃料制作新型燃料電池，