人教版 (2019)必修 第二冊(cè)第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化一等獎(jiǎng)ppt課件

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思考：火箭發(fā)射的動(dòng)力是什么？
2022年6月5日10時(shí)44分，搭載神舟十四號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭在酒泉發(fā)射中心精準(zhǔn)點(diǎn)火發(fā)射。
第1課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)與熱能
現(xiàn)代社會(huì)中，人類(lèi)的一切活動(dòng)（從衣食住行到文化娛樂(lè)，從社會(huì)生產(chǎn)到學(xué)科研究等）都離不開(kāi)能量，而許多能量的利用與化學(xué)反應(yīng)中能量變化密切相關(guān)。從煤、石油、天然氣等提供的熱能，到各種化學(xué)電池提供的電能，都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)獲得的。
實(shí)驗(yàn)探究【6-1】【6-2】
注：（1）吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，一些物質(zhì)溶于水，也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱 ；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸熱 ，但不能說(shuō)是放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。 （2）物質(zhì)的三態(tài)變化也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象，但也不能說(shuō)是放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。
一、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
1. 分類(lèi)
放熱反應(yīng)：把釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)
吸熱反應(yīng)：把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)
活潑金屬與水或酸的反應(yīng)
NH4Cl和Ba(OH)2?8H2O的反應(yīng)
以C、H2、CO為還原劑的部分氧化還原反應(yīng)：如C與CO2、C與H2O的反應(yīng)
NaHCO3與鹽酸/醋酸的反應(yīng)
思考一：我們常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)哪些是放熱反應(yīng)？哪些是吸熱反應(yīng)？
注意：吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)是指反應(yīng)過(guò)程中吸收還是放出熱量，與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒(méi)有直接聯(lián)系。 如：大多數(shù)燃燒反應(yīng)都需要加熱，但燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)； NH4Cl和Ba(OH)2?8H2O的反應(yīng) 在常溫下就可反生，但它是吸熱反應(yīng)。
思考二：吸熱反應(yīng)一定需要加熱，放熱反應(yīng)一定不需要加熱，這種說(shuō)法正確嗎？
討論一：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中為什么有能量變化？討論二：為什么有的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，有的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量？
2. 化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化的原因
舊物質(zhì)反應(yīng)生成新物質(zhì)
舊化學(xué)鍵斷裂、新化學(xué)鍵形成
①反應(yīng)物總能量 小于 生成物總能量，為吸熱反應(yīng)。
②反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí) 為放熱反應(yīng)
放熱還是吸熱取決于反應(yīng)物和生成物總能量的相對(duì)大小
化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因---宏觀(guān)角度
以 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)過(guò)程如圖所示：
舊鍵斷裂 新鍵形成
化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因---微觀(guān)角度
在25℃、101kPa條件下 H2 + Cl2 ═ 2HCl 反應(yīng)為例
斷1 ml H-H鍵吸收436 kJ斷1 ml Cl-Cl鍵吸收243 kJ
形成2 ml H-Cl鍵放出2×431 kJ即862 kJ能量
反應(yīng)結(jié)果：放出能量=(431+431)—(436+243)KJ=183KJ
晉中市高中化學(xué)“空中課堂”
化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。(微觀(guān)角度)
化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出的能量多于吸收的能量，則有能量向環(huán)境釋放，為放熱反應(yīng)；
化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出的能量小于吸收的能量，則需從環(huán)境中吸收能量，為吸熱反應(yīng)。
放熱還是吸熱取決于斷鍵吸收的總能量與成鍵放出的總能量的相對(duì)大小
1．宏觀(guān)角度：反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小判斷 Q(反應(yīng)物)>Q(生成物)→放熱反應(yīng)； Q(反應(yīng)物) E(產(chǎn)物成鍵放出能量)→吸熱反應(yīng)。
判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的兩種方法：
討論一：你知道人類(lèi)是如何利用化學(xué)反應(yīng)中熱能的？舉例說(shuō)明。討論二：目前能源的利用面臨那些問(wèn)題？討論三：你們有什么解決以上問(wèn)題的好辦法？
1.人類(lèi)利用能源的三個(gè)階段
二、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用
2. 現(xiàn)階段人類(lèi)獲取熱能的主要途徑
3. 化石燃料獲取能量面臨的問(wèn)題
儲(chǔ)量有限，短期內(nèi)不可再生
煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來(lái)源。
4. 能源可持續(xù)發(fā)展的措施
節(jié)能: (1)燃料燃燒階段——可通過(guò)改進(jìn)鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃 料的燃燒效率; (2)能量利用階段——可通過(guò)使用節(jié)能燈，改進(jìn)電動(dòng)機(jī)的材料和結(jié)構(gòu)，以及發(fā)電廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)等措施促進(jìn)能源循環(huán)利用，有效提高能量利用率。
尋找新能源： (1)特點(diǎn):資源豐富、可以再生，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 (2)人們比較關(guān)注的新能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和氫能等?br/>可再生能源：在自然界中可以不斷再生并有規(guī)律地得到補(bǔ)充的能源非再生能源：經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的形成，短期內(nèi)無(wú)法恢復(fù)的能源。
我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊?lái)自火力發(fā)電?；鹆Πl(fā)電是通過(guò)化石燃料燃燒時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?；鹆Πl(fā)電過(guò)程中，化學(xué)能經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，間接轉(zhuǎn)化為電能。其中，燃燒（氧化還原反應(yīng)）是關(guān)鍵。
第2課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)與電能
【實(shí)驗(yàn)6-3】(1) 將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀(guān)察現(xiàn)象。(2) 用導(dǎo)線(xiàn)連接鋅片和銅片，觀(guān)察、比較導(dǎo)線(xiàn)連接前后的現(xiàn)象。(3)如圖6-6所示，用導(dǎo)線(xiàn)在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀(guān)察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。
===Zn2＋＋H2↑
銅排在金屬活動(dòng)性順序表氫的后面，不能從酸溶液中置換出氫氣
溶液中的氫離子在銅片表面獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，從銅片上放出
將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，稱(chēng)為原電池。
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
Zn+2H+=Zn2++H2↑（兩個(gè)電極反應(yīng)之和）
Zn－2e－=Zn2+
原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑
2H++2e－=H2↑
5.實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件
形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極材料
負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等
形成條件二：電極材料需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；
形成條件三：必須形成閉合回路
① 兩種活潑性不同的金屬作電極 （或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬，如“碳棒”）其中較活潑金屬為負(fù)極較不活潑金屬（或非金屬）為正極 ② 電解質(zhì)溶液 ③ 形成閉合回路 ④ 能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)
原電池以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行，并配合溶液中陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，從而產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。
如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。 原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。
(1)加快氧化還原反應(yīng)速率
原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。 例如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入到稀硫酸中，觀(guān)察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生， 由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性A＞B。
(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱
在設(shè)計(jì)原電池時(shí)，若給出的是離子反應(yīng)方程式 如：2Fe3+＋Cu == Cu2+＋2Fe2＋
1、電解液：硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵等
2、電極材料： 負(fù)極：銅 正極：石墨或比銅不活潑的其他金屬
3、電極反應(yīng)式 負(fù)極： Cu - 2e - = Cu 2+ 正極：2Fe3+ + 2e - = 2 Fe2+
【目的】根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易電池，體會(huì)原電池的構(gòu)成要素?！居闷贰克ㄌO(píng)果、柑橘或檸檬等），食鹽水，濾紙，銅片、鐵片、鋁片等金屬片，石墨棒，導(dǎo)線(xiàn)，小型用電器（發(fā)光二極管、電子音樂(lè)卡或小電動(dòng)機(jī)等），電流表?！緦?shí)驗(yàn)】（1）水果電池（2）簡(jiǎn)易電池
二、原電池的設(shè)計(jì)與制作
1.一次電池——酸性鋅錳干電池
(1)定義有些電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行,使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)放電(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)與充電(電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能)的循環(huán)。這種充電電池屬于二次電池。?(2)常見(jiàn)充電電池。①鉛酸蓄電池;②鎳氫電池;③鋰離子電池。
發(fā)展中的燃料電池 燃料電池是一種將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。當(dāng)以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。與常規(guī)發(fā)電廠(chǎng)相比，其二氧化碳排放量明顯降低。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，這時(shí)電池起著類(lèi)似試管、燒杯等反應(yīng)器的作用。 燃料電池的供電量易于調(diào)節(jié)，能適應(yīng)用電器負(fù)載的變化，而且不需要很長(zhǎng)的充電時(shí)間，在航天、軍事和交通等領(lǐng)城有廣闊的應(yīng)用前景。