1、 高二年级教案学科网（北京）股份有限公司化学学科教师辅导教案 学员姓名：年 级：高一年级 辅导科目：化学 学科教师：课程主题：化学反应中能量变化原因 燃料的选择和氢能的利用 【教学目标】1、能用化学键解释某些吸热反应和放热反应，能进行一些简单的能量变化计算。2、理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量相对大小。3、认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。【课程复习导入】：考考点 1 化学反应中能量变化原因化学反应中能量变化与化学键的关系 1、化学反应过程 2、化学反应中能量变化的原因 3、化学反应中能量的决定因素(宏观辨识)图示 能量相对大小 反应物的总能量大于
2、生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 (1)化学反应的两大基本特征：物质种类发生变化和能量发生变化。高二年级教案学科网（北京）股份有限公司(2)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的本质原因。4、化学反应中能量变化得两个类型：吸收能量与放出能量。结论：E反应物的总键能-E 生成物的总键能=E E0,反应为吸热反应；E0,反应为放热反应。宏观角度 能量变化类型 表现形式 反应物的总能量生成物的总能量 释放能量 放热 结论：E 生成物的总能量-E 反应物的总能量=E E0,反应为吸热反应；E0,反应为放热反应。5、活化能（了解）：反应活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反
3、应的活跃状态所需要的能量。考点 2燃料燃烧释放的能量和氢燃料的应用前景一、热值 1、已知下列几种燃料的热值：物质 煤炭 天然气 氢气 乙醇 热值/kJg1 约 33 约 56 143 30 C(s)O2(g)=CO2(g)H396 kJmol1 微观角度 能量变化类型 表现形式 断裂反应物化化学键的总能量形成生成物化学键释放的总能量 吸 收 能量 吸热 高二年级教案学科网（北京）股份有限公司CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H896 kJmol1 H2(g)12O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1 C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 3
4、80 kJmol1 燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是 kJg1。2、日常能源及发展（1）人类能源利用的发展：植物燃烧化石能源新能源（风、太阳能、水能、核能、风能等）（2）化石燃料使用的弊端：化石燃料储量有限，不可再生，与当今能源的大量需求产生供需矛盾。化石燃料燃烧排放物中含有大量的粉尘、氮的氧化物、二氧化硫、一氧化碳是大气的主要污染物。排放的二氧化碳会造成温室效应。3、氢燃料的应用前景(1)能源特点 (2)氢能开发利用的困难与解决方法 困难：生产成本高、储存和运输困难等。方法：a在光分解催化剂存在条件下，在特定的装置中，
5、利用太阳能分解水制氢气。b利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。c发现和应用贮氢材料，解决氢气的储存和运输问题。(3)氢燃料的应用实例 作人造卫星和运载火箭的燃料。作混合动力有轨电车的燃料。氢燃料电池。4太阳能及其利用 被吸收的太阳能化学反应1化学能化学反应2热能、光能或电能(1)太阳能转化为化学能 物质转化：植物光合作用 6CO2(g)6H2O(g)光叶绿素C6H12O6(s)6O2(g)。能量转化：光能化学能。高二年级教案学科网（北京）股份有限公司(2)化学能转化为热能 物质转化：动物摄入体内的淀粉能水解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出热，供给生命活动的
6、需要。化学反应：(C6H10O5)nnH2O 催化剂nC6H12O6；C6H12O66O26H2O6CO2。能量转化：化学能热能。(3)太阳能的利用 实例 能量转化方式 直接利用 光合作用 光能转化为化学能 太阳能热水器 光能转化为热能 太阳能电池 光能转化为电能 光解水制氢气 光能转化为化学能 间接利用 化石燃料 太阳能间接转化为化学能【例题精讲】考点 1 化学反应中能量变化原因1、分析下图，不能得出的结论是()A.H2与O2反应是放热反应 B.断开化学键要放出能量 C.化学反应既有物质变化又有能量变化 D.2molH2(g)和1molO2(g)的总能量高于2molH2Og的总能量 2、根据
7、如图所示示意图，下列说法不正确的是()A.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，能量增加(b a)kJ mol1 B.该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量 C.1molC(s)和反1molH2O(g)应生成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为131.3kJ D.1molC(s)、2 mol H、1 mol O转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为a kJ 高二年级教案学科网（北京）股份有限公司课程主题：化学能转化为电能【教学目标】1、设计实验认识构成原电池的条件。2、理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正负极。3、认识化
8、学能转化为电能的原理及其在生产、生活中的应用。【课程复习导入】：考点 1 原电池一、生活中电源二、原电池的工作原理 2、原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；3、原电池的反应本质：氧化还原反应。4、原电池的工作原理 原电池工作时,负极上发生失去电子的氧化反应,电子通过导线流向正极,溶液中的氧化性物质在正极得到电子,发生还原反应,氧化反应和还原反应不断发生,负极上的还原性物质不断失去电子,失去的电子不断地通过导线流向正极被氧化性物质得到,闭合回路中不断地有电子和离子的定向移动,就形成了电流,即化学能转化为电能。5、原电池的构成条件理论上,自发进行的氧化还原反应均可构成原电池。具体条件是
9、：有一个自发的氧化还原反应;有两个活动性不同的电极(金属与金属或金属与能导电的非金属),一般其中较活泼的金属作负极,发生氧化反应,较不活泼的金属(或能导电的非金属)作正极,发生还原反应;有电解质溶液(或熔融电解质);高二年级教案学科网（北京）股份有限公司两极用导线相连,形成闭合回路。6、原电池中正负极的判断方法(1)根据电极反应或总反应方程式来判断(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断(3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断(4)根据原电池的两电极材料来判断两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与
10、电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极 7、原电池电极反应式的书写方法1、遵循三个守恒(1)得失电子守恒：元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子(2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等(3)原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等2、书写方法直观法：针对比较简单的原电池可以采取直观法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失注意：负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中。考点 2原电池工作原理的应用1、
11、加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。如：在 Zn 和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4 溶液，则 Zn 置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快 Zn 与稀硫酸反应的速率2、比较金属活动性的强弱(1)方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。(2)常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼3、设计原电池(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原(2
12、)选择合适的材料电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化 高二年级教案学科网（北京）股份有限公司还原反应中，本身失去电子的材料电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应4、制造化学电源各种干电池、蓄电池、燃料电池等【例题精讲】考点 1 化学能转化为电能考向原电池的工作原理与电极式的书写 1、“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法中，错误的是()A.镁片作为正极 B.食盐水作为电解质溶液 C.电池工作时镁片逐渐被消耗 D.电池工作时实现了化学能向电能的转
13、化 2、某实验兴趣小组以Zn和Cu为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池，并对实验进行了拓展研究，以下实验记录错误的是()A.铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解 B.电流在导线中从Zn电极流向Cu电极 C.把Cu换成Mg，电流计指针发生逆向偏转 D.把稀硫酸换成硫酸铜溶液，电流计指针依然偏转 3、某科研团队研发出“纸电池”(如图)。一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电池总反应式：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是 ()A.该电池的
14、正极材料为锌 B.该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应 C.电池的正极反应式为MnO2+H2O+e=MnO(OH)+OH D.当有0.1 mol锌溶解时，流经导线的电子数为6.02 1022 4、如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：(1)当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为_。(2)当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为_。当反应中收集到标准状况下224 mL气体时，消耗的电极质量为_g。高二年级教案学科网（北京）股份有限公司(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所产生的化学
15、能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入_极(填“a”或“b”，下同)，电子从_极流出，电解质溶液中OH向_极移动。5、用铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池，这个原电池的负极是 ，电 极 反 应 式 为 ；正 极 是 ，电 极 反 应 式为 。考向二正负极判断，粒子移动 1、如图所示为原电池装置示意图。回答下列问题：(1)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是_(填字母)。A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片 D.铜片、铜片 写出插入烧碱
16、溶液中形成的原电池的负极反应式：_。(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式：_；该电池在工作时，A电极的质量将_(填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1 mol H2SO4，则转移电子的数目为_。(3)若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式：_；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将_(填“增强”“减弱”或“不变”)。(4)若A、B均为铂片，电解质为H2SO4溶液，分别从A、B两极通入CH4和O2，该电池
17、即为甲烷燃料电池，写出A电极反应式：_；若该电池反应消耗了6.4 g CH4，则转移电子的数目为_。2、氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O 2H2 +O2。制得的氢气可用于燃 高二年级教案学科网（北京）股份有限公司料电池。试回答下列问题：(1)分解海水时，_能转变为_能，二氧化钛作_。生成的氢气用于燃料电池时，_能转变为_能。水分解时，断裂的化学键为_键，分解海水的反应属于_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应如下：A极：2H2+2O
18、2 4e=2H2O B极：O2+4e=2O2 则A极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出”)。(3)如图所示装置可构成原电池。试回答下列问题：电解质溶液为浓硝酸时，灯泡_(填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。a.若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为：_；b.若灯泡不亮，其理由为：_ 电解质溶液为 aOH溶液时，灯泡_(填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题)。a.若灯泡亮，则Mg电极反应式为：_；Al电极反应式为：_。b.若灯泡不亮，其理由为：_。考点 2原电池工作原理的应用1、X、Y、Z、W 四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：则四种金属的活动性由强到弱的顺序为()AZYXW B ZXYW CZYWX DYZXW 2、下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 B2H2O2=点燃2H2O CMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3 DCH42O2=点燃CO22H2O 高二年级教案学科网（北京）股份有限公司3、(2019太原月考)为将反应 2Al6H=2Al33H2的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)()
