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1、化学反应与能量变化 课件,选修四 化学反应原理,专题一 化学反应与能量变化,第二单元 化学能与电能的转化,电解池的工作原理与应用,化学反应与能量变化 课件,你知道吗？,工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金属钠和金属铝。你知道工业生产中是如何实现此过程的吗？P 17,电解熔融氯化钠,完成P17交流与讨论,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,化学反应与能量变化 课件,通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子： 阴离子：,通电后：（必须直流电）,Na+,Cl-,交流与讨论1：,做无规则运动,钠离子和氯离子做定向移动，,钠离子移向阴极附近， 氯离子移向阳极附近.,化学反应与能量变化 课件,交流与
2、讨论2：,电解池中离子和电子的移动方向,Cl-,Na+,Cl-,化学反应与能量变化 课件,使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。,电解池: 把电能转化为化学能的装置.,(1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质,电解:,构成条件:,化学反应与能量变化 课件,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行， 也可以在电解质溶液中进行。,活动与探究,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,化学反应与能量变化 课件,
3、活动与探究,通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+ 阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动,通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： (与电极材料无关) 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）,阳离子：Cu2+H+ 阴离子：Cl-OH-,Cu2+、H+,Cl-、OH-,（2）判断离子的放电顺序：,（3）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电,（4）分析电解质溶液的变化情况：,氯化铜溶液浓度降低,化学反应与能量变化 课件,离子放电顺序：,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、A
4、u、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+,无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：,阳极：,阴极:,化学反应与能量变化 课件,练习2：分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。 （）硝酸银溶液 （）氯化钠溶液 （）稀硫酸 （）氢氧化钠溶液,化学反应与能量变化 课件,第二课时,化学反应与能量变化 课件,问题解决,分析下图，哪些是原电
5、池 哪些是电解池,1、3、5,6、7,化学反应与能量变化 课件,【原电池与电解池的比较】,整理与归纳：,负极 ：氧化反应,正极 ：还原反应,阳极 ：氧化反应,阴极 ：还原反应,电极反应,形成条件,举例说明,能量转换,电子流向,化学能转化为电能,电能转化为化学能,铜锌原电池； 氢氧燃料电池,氯碱工业； 电镀,阳极流出；阴极流入,装置举例,两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应,电源;两个电极;电解质,化学反应与能量变化 课件,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,a、防止氢气和氯气
6、混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量,电解原理的重要应用,电解饱和食盐水,化学反应与能量变化 课件,1、定义：,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。,2、装置,阳极：,Age- = Ag +,阴极：,Ag + e- = Ag,3、电镀材料的选择： 阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液,4、电镀的结果，电镀液的浓度保持不变,电解原理的重要应用,电镀银,电镀液,Ag,阳极,阴极,化学反应与能量变化 课件,+,-,纯铜,粗铜,电解液 (CuSO4溶液),阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 阳极： Cu 2
7、e- = Cu2+ （氧化反应）,特征,纯铜作阴极，粗铜作阳极 阳极主要金属与电解质中的阳离子相同 电解液CuSO4的浓度基本不变,精炼铜,化学反应与能量变化 课件,阳极,阴极,电解质Al2O3 Na3AlF3,碳块,阴极： 4Al3+ + 12e- = 4Al,阳极： 6O2- - 12e- = 3O2,铝的冶炼,铝,化学反应与能量变化 课件,【原电池与电解池的结合】,化学反应与能量变化 课件,小结,电解池 将电能转化为化学能的装置 阳极：与外接电源的正极相联 阴极：与外接电源的负极相联 惰性电极 阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH） 阴极：阳离子放（Ag+、 Fe3+、 Cu2
8、+、Fe2+、 Zn2+） 非惰性电极 阳极自身放电,化学反应与能量变化 课件,阴极：4H+4e- =2H2 ,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2,总反应式：,（2）盐酸,阴极：2H+ + 2e- = H2 ,阳极：2Cl- - 2e- = Cl2,总反应式：,(1)稀硫酸,化学反应与能量变化 课件,（3）AgNO3溶液,4Ag+ + 4e- = 4Ag,4OH - 4e- = 2H2O + O2 ,阴极： 2Cu2+ + 4e- = 2Cu,阳极： 4OH- - 4e - = 2H2O + O2 ,（4）CuSO4溶液,化学反应与能量变化 课件,2Cl- - 2e- = Cl
9、2 ,2H+ + 2e- = H2,（5）氯化钾溶液,化学反应与能量变化 课件,阴极：4H+4e- =2H2 ,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2,总反应式：,（6）Na2SO4溶液,(7)NaOH溶液,阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2,阴极：4H+4e- =2H2 ,总反应式：,化学反应与能量变化 课件,专题1 化学反应与能量变化,第一单元 化学反应的热效应 化学反应的焓变,化学反应与能量变化 课件,一、反应热 焓变,化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热.,符号： H ，单位：kJ/mol 或 kJmol-1
10、,在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变,化学反应与能量变化 课件,吸热反应,生成物,反应物,能量,图1,反应过程中能量变化曲线图：,生成物,图2,反应物,能量,放热反应,化学反应与能量变化 课件,规 律: （ E反:反应物的能量之和 E生:生成物的能量之和）,(1)若E反 E生，,(2)若E反 E生，,放出能量 放热反应,吸收能量 吸热反应,反应热：H = E生- E反 吸热反应:H 0或者值为“+” 放热反应:H 0或者值为“-”,化学反应与能量变化 课件,吸热反应,放热反应,化学反应中 热量的反应,化学反应中 热量的反应,反 应,吸收,放出,化学反应与能量变化
11、 课件,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,吸热反应,燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 大多数化合反应,C+CO2 , H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3高温分解 大多数分解反应,化学反应与能量变化 课件,问题探究：从本质上分析化学反应为什么伴随能量的变化,化学反应的本质是什么？,化学键的断裂和形成,旧键断裂需要 能量，新键形成会 能量。,放 出,吸 收,化学反应与能量变化 课件,结论： 一个化学反应是放热还是吸热取决于,取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小,化学反应与能量变化 课件,小结：,H=E（生成物）- E（反应物）,H=
12、反应物键能 - 生成物键能,化学反应与能量变化 课件,能够表示化学反应热效应的化学方程式应怎样书写？下面我们来讨论和研究,化学反应与能量变化 课件,能够表示反应热的化学方程式,二、热化学方程式,交流与讨论： 1.书本第二页 2.书本第三页,结合所学知识总结： 热化学方程式书写的步骤与意义,化学反应与能量变化 课件,1.书写步骤,(1)写出化学方程式 (2)注明反应物和生成物的状态 (3)标明焓变H (注意单位和+、-） 要注明反应的温度和压强（中学一般不注明,为一个大气压，25 0C）,化学反应与能量变化 课件,写出下列反应的热化学方程式：,1.已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气
13、燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，,2.已知在25、101kPa下，1g C8H18 (辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ 热量。,2H2（g）O2（g）2H2O（ g ）； H484kJmol1,C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g) +9H2O(l) H= - 5518kJmol -1,3.46g C2H5OH (l)完全 燃烧生成CO2 (g) 和H2O (l) ，放出1366.8KJ热量。,C2H5OH (l) + 3O2(g)= 2CO2(g) +3H2O(l) H= - 1366.8KJmol -1,化学反应与能量变化 课件,已知键能: NN 946K
14、J/mol, H-H 436KJ/mol, H-N 391KJ/mol，写出合成氨反应的热化学方程式。,化学反应与能量变化 课件,书写热化学方程式注意事项: (1)反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。 (2)H 标明恒压、恒温条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。 (3)方程式中各物质的计量数不表示分子个数，只表示物质的量，可是整数或分数。 (4)对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H 也不同，即H 的值与计量数成正比。,化学反应与能量变化 课件,书写热化学方程式注意事项: (5)当化学反应逆向进行时, H数值不变,但符号相反. (6)可逆反应
15、中的H数值是指该反应完全进行时的数值.,化学反应与能量变化 课件,2.热化学方程式的意义,质量能,1）表示什么物质参加反应，结 果生成什么物质,2）反应物和生成物之间的质量 比、物质的量比,3）反应物完全变成生成物后所 放出或吸收的热量。,化学反应与能量变化 课件,1、下列说法不正确的是 ( ) A、化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B、放热反应不需要加热即可发生 C、需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D、化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量 、分解反应肯定是吸热反应 、物质燃烧放出热量,CE,巩固练习：,化学反应与能量变化 课件,2、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，已知 破坏1molHH键消耗的能量为Q1kJ， 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ， 形成1molHO键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,化学反应与能量变化 课件,3、在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1的是 （ ） A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); H=-Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g); H=-Q2
