第二单元 化学能与电能的转化
化学反应原理-原电池的工作原理
Fe－2e－=Fe2+
56g x 2mol 0.2mol
电子守恒法
（5）设计原电池。
（5）设计原电池。硬皮书P15
例：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2为依据。 ①将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应 两个半反应，分别作原电池的负极和正极的 电极反应式 ②确定电极材料 ③确定电解质溶液 一般选反应物中的电解质溶液即可 ④构成闭合回路
练习：【活动与探究】
判断下列能否形成原电池：
Zn Cu Zn Cu Zn Cu
CuSO4
CuSO4
①
CuSO4
②
③
4、Zn－Cu原电池： 将③改进
（1）盐桥:含KCl饱和溶液 的琼脂 作用:连通两溶液形成 闭合回路 若取出，盐桥反应停止 （2）电极反应式 负极 Zn－2e-＝ Zn2+ 氧化反应 正极 Cu2+ + 2e-＝Cu 还原反应 电池反应 Zn+ Cu2+ ＝Zn2++ Cu
3、原电池原理： （1）现象： Zn片不断溶解，
Cu片上有红色物质析出。 （2）电极反应： 负极 Zn－2e-＝ Zn2+ 氧化反应 正极 Cu2+ + 2e-＝Cu 还原反应
电池反应 Zn+ Cu2+ ＝Zn2++ Cu
正极只起传递 （3）电子流向：负极→正极 。 电子的作用 电流方向： 正极→负极 。
3、将两极电极反应式相加即得原电池的 总反应式
二、原电池原理的应用：
（1）加快氧化还原反应的速率
如实验室用Zn和稀H2SO4（或稀盐酸） （2）比较金属的活动性强弱 反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率 原电池中，一般活动性强的金属为负极 快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸 活动性弱的金属为正极。负极>正极 的溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀， 例如：有金属A和B连接后插入到稀硫酸 使产生H2的速率加快。 （3）制作化学电源。 溶液中，A溶解，B产生气泡，由原电池 原理得知，金属活动性A>B。 （4）用于金属的防护。 （被保护金属作正极）
2.2.3 化学能与电能 知识点归纳
必修二第二章第二节化学能与电能一次能源和二次能源点拨：电能是当今社会应用最广泛的二次能源。
化学能转化为电能1．化学能间接转化为电能——火力发电(1)过程：(2)关键：燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
2．化学能直接转化为电能——原电池(1)实验探究(2)原电池①定义：将化学能转变为__电能__的装置。
点拨：原电池反应的本质是一个自发的放热的氧化还原反应。
原电池原理的应用问题探究：1．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，能利用这个反应设计成原电池吗？为什么？2．锌与稀硫酸反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后，为什么反应速率加快？原电池原理的应用探究提示：1.不能。
因为该反应不是氧化还原反应。
2．锌置换出的铜附着在锌上，铜、锌、稀硫酸构成原电池。
知识归纳总结：1．加快氧化还原反应的速率：(1)原理：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。
(2)实例：实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率。
2．比较金属活泼性强弱：(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。
(2)实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A 极溶解，B极上有气泡产生。
由原电池原理可知，金属活动性A>B。
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)选择合适的材料。
①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，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料。
②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应。
(3)实例以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例原电池的工作原理问题探究：1．在铜锌原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？如果不能，电流是如何形成的？2．若将稀硫酸换作硫酸铜溶液，能否产生电流？电极反应有何不同？原电池的工作原理探究提示：1.由于金属锌比金属铜活泼，锌失去电子，电子通过导线2+流向铜片。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化能量是物质存在的一种形式，可以在不同形式之间进行转化。
其中，化学能和电能是常见的两种能量形式。
化学能是指物质中所蕴含的储存能量，而电能则是指电荷在电场中所具有的能量。
化学能与电能之间的转化在我们日常生活中有着广泛的应用和重要的意义。
一、化学能转化为电能化学能转化为电能主要依赖于电化学反应。
电化学反应是一种将化学反应与电现象耦合起来的反应过程，通过控制电子的流动，将储存在化学物质中的能量转化为电能。
1. 电池的工作原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
常见的电池有原电池、干电池、锂电池等。
以干电池为例，通过化学反应将储存在干电池中的化学能转化为电能。
干电池中存在阴极、阳极和电解质三个部分。
化学反应导致电解质中出现电荷的不平衡，从而形成一个电场，使得电子在阴极和阳极之间流动，产生电流，最终将储存在化学物质中的能量转化为电能。
2. 燃料电池的应用燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其工作原理类似于电池。
燃料电池通过将燃料（如氢气、甲烷等）与氧气在电解质中进行氧化还原反应，产生电流，将化学能转化为电能。
燃料电池具有高效、环保的特点，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
二、电能转化为化学能电能转化为化学能的过程主要通过电解反应实现。
电解反应是一种利用电能来促使化学物质发生氧化还原反应的过程，将电能转化为储存在化学物质中的能量。
1. 电解水电解水是将电能转化为化学能的经典例子。
在电解水中，通过外加电压使得水分子发生氧化还原反应，产生氢气和氧气。
在这个过程中，电能被转化为化学键的能量，从而储存在氢气和氧气分子中。
2. 光合作用光合作用是一种将光能转化为化学能的重要过程。
植物通过叶绿素等色素吸收太阳光的能量，将其转化为化学能，并储存在葡萄糖等有机物中。
这个过程中，光能被转化为化学键的能量，从而形成储存能量丰富的化学物质。
三、化学能和电能的应用与意义化学能和电能的转化在现代社会中有着广泛的应用，并具有重要的意义。
第二章 化学能与电能、热能的转化
一、化学键与化学反应能量的关系
1、化学反应本质
a.判断：有新物质生成 b.本质：旧键的断裂和新键的形成
2、任何一个化学反应不仅有物质变化，更有能量变化
放出能量（热量） 放热反应
吸收能量（热量）
吸热反应
a.宏观：A+B=C+D E反总=EA+EB E生总=EC+ED
E反总＞E生总，能量从高到低 E反总＜E生总，能量从低到高 b.微观： 断键：吸收能量 成键：放出能量
1、概念： 2、作用： 将化学能直接转变为电能
稀H2SO4
负：Zn 正：Cu
Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2↑
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
3、构成原电池的条件：
稀H2SO4
a、有两种活泼性不同的金属作电极（或非金属石墨）
b、电极材料均插入电解质溶液中
c、能自发的进行氧化还原反应
四、金属的腐蚀
1、定义： 2、分类：
(1)、化学腐蚀： (2)、电化学腐蚀： 金属、水、空气构成原电池 a.析氢腐蚀 酸性 b.吸氧腐蚀 中性
负：Fe-2e-=Fe2+
正：2H++2e-=H2↑ 总反应：Fe+2H+=Fe2+ +H2↑
负：Fe-2e-=Fe2+
正：2H++2e-=H2↑ 最终产物：Fe2O3· nH2O
注意： (1).必须是可逆反应 (2).转化率<100% (3).正逆反应同时进行，v正=v逆≠0时，反应达 到平衡状态（标志） (4).限度与时间无关 (5).条件改变，限度可以被改变
必修二化学2.2.1化学能转化为电能
必修二化学第二章第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能1.能举例说明化学能转化成电能的实例，并了解及应用。
2.理解原电池概念。
3.初步了解原电池工作原理及构成条件。
(重点)化学能转化为电能阅读教材P39到P42[实践活动]内容，完成下列问题。
1．能源的分类定义举例一次能源直接从自然界中取得的能源流水、原煤、天然气、风力、石油等二次能源一次能源经加工、转化得到的能源蒸汽、电力等2.化学能转化为电能的两种方式(1)火电(火力发电)：化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能；缺点：污染环境、低效。
(2)原电池：将化学能直接转化为电能；优点：清洁、高效。
3．原电池(1)实验实验装置实验现象铜片：有气泡产生锌片：溶解变小电流表：指针偏转结论有电流产生，装置中化学能转化为电能(2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置。
(3)铜锌原电池工作原理电极材料电子转移电极反应式反应类型Zn 失电子Zn－2e－===Zn2＋氧化反应Cu 得电子2H＋＋2e－===H2↑还原反应总电池反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。
【判断】1．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。
(×)2．将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。
(×)3．在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。
(×)4．原电池中阳离子向正极移动。
(√)原电池的构成条件及正负极的判断方法1.构成原电池的“一个依据，三个必须”2．原电池正、负极的判断方法负极正极电极材料活动性较强的金属活动性较弱的金属或导电的非金属电子流动方向电子流出一极电子流入一极电流方向电流流入一极电流流出一极电解质溶液中离子的移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极发生的反应氧化反应还原反应反应现象电极溶解电极增重或有气泡放出【活学活用】1．下列装置中，能构成原电池的是( )A．只有甲B．只有乙C．只有丙 D．除乙均可以【解析】甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的构成条件，故选C。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化一、化学能转化为电能 1.原电池的工作原理原电池是将能转化为能的一种装置，电子流出的一极称为极，该极发生反应，电子流入的一极叫极，该极发生反应。
原电池中电子流动的方向为：从极经外电路流向极。
2．构成原电池的条件（1）具有活泼性不同的两个电极，较活泼金属作极，发生反应。
较不活泼金属或能导电的非金属单质（如石墨等）作极，发生反应。
（2）具有电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）（3）形成闭合回路（或在溶液中接触）（4）原电池反应是自发的氧化还原反应。
3、原电池正负极的判断方法4、原电池电极反应的书写方法――设计原电池原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，书写电极反应的方法归纳如下：(1)写出总化学反应方程式（即氧化还原反应方程式）；(2)根据总反应方程式从电子得失（或元素化合价升降）的角度，将总反应分成氧化反应和还原反应； (3)氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，注意介质可能参与反应； (4)验证；两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
例：铁与硫酸铜溶液反应，设计成原电池的两极反应式：负极：正极：练：Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的两极反应式负极：正极：【课堂练习】1.下列关于原电池的叙述,错误的是（）A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应 D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极 2. 下列关于实验现象的描述不正确的是（） A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快3. 下列变化中属于原电池的是（） A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速 4. 实验室中欲制氢气,最好的方法是（） A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应5. 铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成（） A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.铅铆钉 D.锡铆钉6. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（） A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 7. 对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④（）8. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X9. 将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是（） A.该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极 C．该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确10. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛使用，锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)��Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（） A．电池工作时，锌失去电子w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-��Mn2O3(s)+2OH-(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g11. 微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是（） A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li+ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I- C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极12. 某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是（）A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液 C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4 13. 锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（） A. Zn B. 碳棒C. MnO2 和NH4+D. Zn2+ 和NH4+14. 将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
高中化学苏教版选修四化学能与电能的转化pptPPT课件
4 26．、文“阳明谷的县结中账医服院务彩礼超仪采购项目”系指中标人按招标文件和政府采购合同4的要求，向招标人提供所需的设备、服务及有关技术资料。
Ｉｎｔｅｌ公司之所以能有今天这么高的竞争力，是因为它有坚定的信仰，即顾客至上的原则。 收款单位：法正项目管理集团有限公司青海分公司 （二）施工须知 三、评标方法
硫酸铜
组装（5）装置并观察现象
实验探究1 组装（5）装置并观察现象
电流不稳定
铜片表面有红色Cu物质析出；锌 片表面有黑色Cu物质析出 ，断开
课外活动
导线继续有黑色Cu物质析出 实验验证黑色物质为铜。
实验探究1
实验现象
➢锌片所失电子是 否全部形成电流？
不足
①电流不稳 A
②开路耗损
Zn
Cu
③效率低
硫酸铜
阴离子移动方向：
电流流动方向：
还原剂失去的 电子从锌极流 出
负极
还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
Zn2+ H+
SO42-
提炼模型
流入铜极.
正极 氧化剂(H+)在铜极上 得到电子，发生还 原反应 2H+ +2e-=H2
电流方向
判断：哪些装置属于原电池？
硫酸铜
➢预测实验现象
表针同样偏转，且电流稳定 铜片表面有铜析出，锌片 逐渐溶解表面无铜析出， 取出“浸NaCl滤纸条”表 针回零。
实验探究2
Zn
A
浸NaCl滤纸 Cu
NaCl溶液
CuSO4溶液
结论：氧化剂和还原剂在没有直接接触的情况
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化化学能与电能的转化是指将储存在化学物质中的能量转化为电能的过程，在现代社会的生活、工业和军事领域中具有非常重要的应用价值。
其中，常见的化学能转电能的装置包括化学电池、燃料电池、电解槽和蓄电池等。
一、化学电池化学电池是最常见的化学能转电能的装置之一。
它是通过将两种不同的金属与其相应的离子在电解质中反应而形成的。
在反应过程中，产生了电子流动，从而产生电能。
常见的化学电池类型包括干电池、湿电池、锂离子电池和镍氢电池等。
干电池是最简单的化学电池，它由一个锌电极和一个碳电极组成，中间隔着一块电解质、纸质隔膜或聚合物隔膜。
当锌电极与电解质反应时，会产生氢离子和电子。
这些电子会经过内电路从锌电极流到碳电极，从而形成电流。
在电极间的反应中，锌离子被迁移到电解液中，同时通电过程中电解质会被消耗，因此干电池的电能有限，随着时间推移而减弱。
湿电池的电解液是一种水溶液，通常是酸性或碱性溶液。
因此，湿电池具有较高的能量密度和电流功率，但它会释放气体，且在使用时应特别小心，以免液体泄漏导致损害。
锂离子电池则是使用锂离子作为电解质的电池，锂离子电池具有高的能量密度、较小的尺寸和较长的使用寿命等优点，在智能手机、笔记本电脑和电动汽车等设备中被广泛应用。
镍氢电池也被广泛应用于移动设备和电动汽车等方面，在这样的电池中氢原子会将电子输送到镍水体中，从而实现了化学能转化为电能的转化。
二、燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的特殊类型的电池。
燃料电池一般使用氢气、甲烷、乙醇、甲醇和天然气等作为燃料。
其原理与化学电池类似，不同的是它可以通过反应中的燃料源，地产生大容量的电能。
燃料电池有许多种类，包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、高温熔体燃料电池（HTMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和碱性燃料电池（AFC）等，各种不同的燃料电池类型在不同的领域应用广泛。
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是蒸汽机发电技术的替代品，它使用氢气作为燃料与空气在电化学反应中产生水和电，是最常见的燃料电池类型之一。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化1．原电池(1)定义：原电池——将化学能转化为电能的装置。
、(2)组成条件：①两个活泼性不同的电极。
通常用活泼金属作负极，用不活泼金属或可以导电的非金属作正极。
②电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。
③通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。
(3)实质：通过自发的氧化还原反应中的电子转移，在外电路上形成电流。
(4)电极反应的书写方法：①首先确定氧化还原反应的总化学方程式；②根据化学反应确定原电池的正、负极，发生氧化反应的一极为负极。
③由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应。
④用总反应方程式减去负极反应，根据得失电子数目相同的原理写出正极反应的电极反应。
(5)应用：①金属的腐蚀：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
一般分为化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）和电化学腐蚀（不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀）。
电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
例：钢铁腐蚀的电化学原理（1）析氢腐蚀（酸性较强环境中）负极：Fe → Fe2+ + 2e－正极：2H+ + 2e－→ H2↑电池反应为 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑（2）吸氧腐蚀（中性或酸性很弱环境中）负极： Fe → Fe2+ + 2e－正极：2H2O + O2 + 4e—→ 4OH－电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O == Fe（OH）2②金属的防护措施改变金属的内部结构、在金属表面覆盖保护层、电化学保护法。
2．电解池(1)将电能转化为化学能的装置。
(2)组成条件：①外电源——提供电能②导线——形成闭合回路③电解质溶液——帮助实现能量转化(3)实质：通过外加电源使不能自发进行的氧化还原反应得以实现。
(4)电解池中离子的放电顺序：①阴离子氧化顺序为：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧根离子②阳离子的还原顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（与金属活动性顺序相反）注意：书写阳极反应时，首先要注意观察电极材料，当电极为C、Pt、Au等惰性电极时，根据阴离子放电顺序考虑溶液中的阴离子放电，若阳极本身为活泼金属材料，则首先考虑活泼金属失电子。
化学能转为电能的原理
化学能转为电能的原理化学能转为电能的原理是通过化学反应产生电化学能转化为电能。
化学反应是指物质在特定条件下发生的化学变化，其中一些化学反应能够产生电子转移，形成电化学反应。
电化学反应是指化学反应中伴随着电子转移过程的反应。
化学能转为电能的过程包括两个步骤：化学反应产生电化学能和电化学能转化为电能。
在化学反应产生电化学能的过程中，通常涉及到两个半反应：氧化反应和还原反应。
在氧化反应中，物质失去电子成为氧化剂，而在还原反应中，物质获得电子成为还原剂。
这两个反应是互相配对的，因为在化学反应中电子不能自由存在，需要通过氧化还原反应的方式转移。
在电化学反应中，发生还原反应的物质损失的电子被其他物质通过氧化反应得到。
而这个电子转移的过程可以被外部连接电路上的电子接收器所捕获。
这样，化学反应生成的电化学能就被转化为了电能。
具体而言，化学反应发生在电化学电池中，电化学电池由两个电极（正极和负极）和一个电解质组成。
正极是发生还原反应的地方，负极是发生氧化反应的地方，而电解质则是两个电极之间的中介物质。
当两个电极通过外部电路连接时，电流可以在电解质中的离子进行传导，形成电流。
在正极反应中，正极物质发生还原反应，损失电子并释放出正离子。
而在负极反应中，负极物质发生氧化反应，接收电子并释放出负离子。
这样，在电解质中形成了正离子和负离子之间的电解质浓度差异，形成电势差。
这个电势差就是化学反应产生的电化学能。
通过连接一个外部电路，电子可以从正极流向负极，在电路中产生电流。
这个电流可以用于驱动各种电器设备，实现电能的使用。
总之，化学反应中的氧化还原反应能够产生电子转移，形成电化学能。
而通过将电子转移的过程与外部电路连接，电化学能可以转化为电能，实现化学能转为电能的原理。
2022年高考化学总复习：化学能与电能的转化
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
5.电镀 (1)定义:应用电解原理在某些金属或其他材料制品表面镀上一薄层其他金属或 合金的过程。 (2)目的:a.增强材料的抗腐蚀能力;b.提升美观或增加表面硬度。 (3)电镀池构成
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
在餐具上镀银时,餐具作为阴极,银作为阳极,含有银离子的溶液作为电解液。发 生的反应如下。 阴极:Ag++e- Ag(还原反应); 阳极:Ag-e- Ag+(氧化反应)。 注意 电镀过程中电镀液浓度基本不变。
4HCO3 。
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
电极反应式书写的一般步骤
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
二次电池电极反应的书写方法 (1)先标出原电池总反应中电子转移的方向和数目,指出参与负极和正极反应的 物质。 (2)写出一个比较容易书写的电极反应(书写时一定要注意电极产物是否与电解 质溶液共存)。 (3)在得失电子守恒的基础上,用总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极 反应式。 (4)充电的电极反应与放电的电极反应过程相反。
第1讲 描述运专动题的1基本化概学念反应与能量变化
书写燃料电池电极反应的三大步骤 (1)先写出燃料电池总反应 一般都是可燃物在氧气中燃烧的反应方程式。若燃烧产物能与电解质溶液反应, 则燃烧产物与电解质溶液反应的方程式与其相加得总反应方程式。 (2)再写出燃料电池正极的电极反应 燃料电池正极都是O2得到电子发生还原反应,基础反应为O2+4e- 2O2-。 ①电解质为固体时,O2-可自由通过,正极的电极反应为O2+4e- 2O2-; ②电解质为熔融的碳酸盐时,正极的电极反应为O2+2CO2+4e- 2CO32; ③电解质处于中性或碱性环境时,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O 4OH-; ④电解质处于酸性环境时,正极的电极反应为O2+4e-+4H+ 2H2O。 (3)最后写出燃料电池负极的电极反应 燃料电池负极的电极反应=燃料电池总反应-燃料电池正极的电极反应。
第二章 第二节 化学能与电能
负极： Zn－2e- ＝Zn2+
④ (∨)
正极： ++2e- ＝H2↑ 2H 总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e - ＝Fe2+ 正极： 2++2e- ＝Cu Cu
⑤ (∨)
发生原 电池反 应
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
巩 固 练 习
总反应: 2H2+ O2 ＝2H2O
练习：课本 P45 5 可以用哪些燃料代替氢气？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
使用燃料电池的汽车
练习：
1、写出甲烷燃料电池（CH4-O2-KOH溶 液）的电极反应式 CH4 +10OH- -8e- = CO32-+7H2O 负极 2O2+8e-+4H2O = 8OH正极
总反应式 CH4 + 2O2 +2OH- =3H2O+ CO322、对于废弃的电池为什么不能随意丢弃？ 应如何处理废弃电池？
正极：
PbO2+4H++ SO42- +2e-= PbSO4↓+2H2O
总反应： PbO2＋ Pb＋H2SO4== 2PbSO4↓+2H2O PbO2＋ Pb＋H2SO4
放电
充电
2PbSO4+2H2O
(2)镍镉充电电池
密封、体积小、寿命长。镉（Cd） 作负极，NiO（OH）作正极。以 KOH作电解质。但镉有毒。
常见题型
以某种新型电池为载体，给出总 反应，让大家分析： （1）该电池正负极及电极反应； （2） 电子、电流或离子走向； （3）结合电子转移进行计算。
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化化学能与电能都是我们日常生活中常见的能量形式。
化学能指的是物质内部的能量，也就是化学反应中释放或吸收的能量；而电能则是通过电荷间的移动而产生的能量。
这两种能量形式在一些特定的情况下可以相互转化，下面我们将详细探讨化学能与电能的转化过程。
一、化学能转化为电能1. 电池电池是将化学能转化为电能的典型装置。
电池由正极、负极和电解液组成。
化学反应在电池中发生，正极和负极之间的电子流动产生电能。
例如，一节碱性电池的正极通常为锌，负极为锰染料。
化学反应导致锌产生氧化，锌离子释放电子并进入电解质中，形成氢氧化锌。
同时，氧化锰被还原并吸收电子。
当电池连接到装置时，电子会自正极流向负极，从而产生电能。
2. 燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的先进技术。
它利用氢与氧的化学反应，通过电解过程将化学能转化为电能。
燃料电池包含一个正极（氧气）和一个负极（氢气）。
氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，电子从负极流向正极，形成电路并产生电能。
燃料电池具有高效能和无污染的特点，被广泛应用于电动汽车和其他电力设备中。
二、电能转化为化学能1. 电解电解是将电能转化为化学能的过程。
当将电流通过电解液时，化学反应发生，从而导致物质的电离或还原。
电解可以将无机化合物分解成原子或离子，或者将离子还原为其它化合物。
一个典型的例子是电解水，当通过水中通电时，水分解为氧气和氢气。
在这个过程中，电能被转化为化学能，并储存在氧气和氢气之中。
2. 光合作用光合作用是一种将光能转化为化学能的重要过程。
光合作用发生在植物叶绿素中的叶绿体中。
植物吸收阳光中的能量，并将其转化为化学能，以供植物进行生长和代谢。
叶绿体中的叶绿素分子吸收能量后，通过一系列化学反应将光能转化为化学能，并将其储存在糖等有机化合物中。
光合作用是维持地球上生命的重要过程，也是生物界中最重要的化学能转化过程之一。
总结：化学能与电能的转化在我们的生活中有着广泛的应用。
化学能与电能的转化知识点总结
化学能与电能的转化知识点总结1.概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池2.组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路④某一电极与电解质溶液发生氧化还原反应原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。
3.电子流向：外电路：负极—→导线—→正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，电流方向：正极—→导线—→负极4.电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子负极现象：负极溶解，负极质量减少。
↑（较不活泼金属）较不活泼的金属或石墨正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2作正极，正极发生还原反应，电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质，正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。
总反应式：Zn+2H+=Zn2++H↑25.原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
电解池:一、电解原理1.电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2.电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3.放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程4.电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极5.电极名称及反应：阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应。
化学能转化为电能
第二节 化学能与电能 第1课时 化学能转化为电能[学习目标定位] 1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。
2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用。
一、化学能与电能的转化1.化学能是能量的一种形式，你知道的化学能转化形式有哪些？ 答案 化学能可转化成热能、光能、电能等。
2.电能使用电器时都需要电能。
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
3.火力发电火力发电(火电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。
燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程，该过程可表示为化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能其中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
4.化学能与电能的直接转化化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。
归纳总结能源常见的分类形式1.下列叙述不正确的是( )A.根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程D.在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 答案 C解析 氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源，A 正确；电能也是二次能源，且使用方便、污染最小，B 正确；以煤为燃料，火力发电的能量转化过程：(煤)化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能，故C 错误，D 正确。
知识拓展 火力发电的优缺点优点：(1)我国煤炭资源丰富；(2)电能清洁、安全，又快捷方便。
缺点：(1)排出大量的温室气体CO 2；(2)有些废气可能导致酸雨，如SO 2；(3)消耗大量的不可再生能源；(4)能量转化率低；(5)产生大量的废渣、废水。
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请总结原电池形成的条件
Zn Cu
Zn Zn
Zn
C
Zn Cu
稀硫酸( ) 稀硫酸( ) 稀硫酸(1) 稀硫酸(2)
稀硫酸( ) 稀硫酸(3)
蔗糖( ) 蔗糖(4)
Zn Cu
Cu
Zn
CuSO4溶液(5) 稀硫酸(6) 溶液( ) 稀硫酸( )
稀硫酸( ) 稀硫酸(7)
原电池的构成条件
通常情况下: 通常情况下: 两种活泼性不同的金属( ① 两种活泼性不同的金属(或一种金属和 另一种非金属导体)构成电极; 另一种非金属导体)构成电极; ②两电极均插入电解质溶液; 两电极均插入电解质溶液; 电解质溶液 电极用导线相连构成闭合回路; ③ 电极用导线相连构成闭合回路 ④要有能自发进行的氧化还原反应
)
实验探究( 实验探究(二)
判断下列装置能否形成原电池
Zn Cu
Zn Zn
Zn
C稀Biblioteka 酸( ) 稀硫酸(1)稀硫酸( ) 稀硫酸(2)
稀硫酸( ) 稀硫酸(3)
判断下列装置能否形成原电池
Zn Cu
Zn Cu
蔗糖( ) 蔗糖(4)
CuSO4溶液(5) 溶液( )
Cu
Zn
稀硫酸( ) 稀硫酸(6)
稀硫酸( ) 稀硫酸(7)
问题组( 问题组(三) 1,从电子流向角度看,原电池的正负 ,从电子流向角度看, 有何特点? 极,有何特点? 2,从电极反应角度看,原电池的正负 ,从电极反应角度看, 有何特点? 极,有何特点? 3,原电池反应的实质是什么? ,原电池反应的实质是什么?
判断下列哪些反应能设计成原电池( 判断下列哪些反应能设计成原电池( ACEF A,Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu , B,Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O , C,4Al + 3O2 = 2Al2O3 , D,Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O , E,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ , F,Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
请将下列两个反应设计原电池并画出 装置图,标出正,负极, 装置图,标出正,负极,试写出相应的电 极反应式 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
【复习回顾】: 复习回顾】
将化学能转化为电能 1.原电池是______________________的装置. 1.原电池是______________________的装置. 原电池是______________________的装置 原电池反应的本质是_______________反应. _______________反应 原电池反应的本质是_______________反应. 氧化还原
A Cu C
- 负极: Cu-2e - =Cu2+ 正极: 正极: 2Fe3++2e- =2Fe2+ 总反应: 总反应: 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ =
CuCl2
FeCl3
�
盐桥:在U型管中装 盐桥: 型管中装 满用饱和KCl溶液和 满用饱和 溶液和 琼胶作成的冻胶. 琼胶作成的冻胶. 1,盐桥的作用: 盐桥的作用: 使Cl-向锌盐方向移 向铜盐方向移动, 动,K+向铜盐方向移动, Zn盐和Cu盐溶液一直 盐和Cu 使Zn盐和Cu盐溶液一直 保持电中性, 保持电中性,从而使电 子不断从Zn极流向Cu Zn极流向 子不断从Zn极流向Cu 极.
原电池的正负极的判断方法. 原电池的正负极的判断方法.
微观判断 ①根据电子流动方向
负极 电子流出的极 ——负极 正极 电子流入的极 ——正极
②根据溶液中离子的移动方向 阳离子移向 正极 阴离子移向 负极 宏观判断: 宏观判断: ——负极 ——负极 活泼的电极材料 较活泼的电极材料 ①.根据电极材料 不活泼的电极材料 ——正极 较不活泼的电极材料 ——正极 ②.根据原电池电极 发生的反应 发生还原反应的极 ——正极 发生还原反应的极 ——正极 还原反应 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③.根据电极增重还是减重 工作后 发生氧化反应的极 ——负极 发生氧化反应的极 ——负极 氧化反应
必修2第 页 必修 第38页"化学能转 变为电能的活动与探究" 变为电能的活动与探究"
比较所学原电池装置, 比较所学原电池装置,探讨原电池装置设计要求
优点: 优点:克服了锌极 板有铜析出的现象; 板有铜析出的现象; 盐桥能说明内电路 中离子的迁移 缺点: 缺点:电流密 度依然较小, 度依然较小, 不足以使小灯 泡发亮 选修3第 页 原电池的工作原理活动与探究" 选修 第12页"原电池的工作原理活动与探究"
这种装置能将化学能 转变为电能, 转变为电能,称为原电 Cell) 池(Primary Cell)
随堂检测: 随堂检测:已知氧化还原反应
Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2, 利用这一反应设计一个原电池,画出示意图, 利用这一反应设计一个原电池,画出示意图, 标出电极材料,电解质溶液,写出电极反应式. 标出电极材料,电解质溶液,写出电极反应式.
X,Y,Z,W四种金属片进入稀盐酸中 用导线连接 , , , 四种金属片进入稀盐酸中 用导线连接, 四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接 可以组成原电池,实验结果如下图所示 实验结果如下图所示: 可以组成原电池 实验结果如下图所示
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
Z>Y>X>W ________________
质量减少的电极 《导与练》 ——负极 ——负极 特例:请阅读《导与练》 特例:请阅读
:释疑, ④.根据电极有气泡冒出: 工作后,P19:释疑,解惑 根据电极有气泡冒出: 工作后,有气泡冒出的电极为正极
活动探究
比较所学原电池装置, 比较所学原电池装置,探讨原电池装置设计要求
主要缺点: 主要缺点:锌极板 有大量气泡, 有大量气泡, 干扰铜极板现象 的观察. 的观察.
第二单元
化学能与电能的转化
※原电池的工作原理
问题组( 问题组(一)
1,将Zn片和 片分别投入稀硫酸 , 片和Cu片分别投入稀硫酸 片和 有何现象? 中,有何现象? 2,发生反应的实质是什么? ,发生反应的实质是什么? 3,写出反应的离子方程式,并注明 ,写出反应的离子方程式, 电子转移的方向和数目
实验探究( 实验探究(一)
片和Cu片经导线连接后 将Zn片和 片经导线连接后 片和 插入稀硫酸中,会有何现象? 插入稀硫酸中,会有何现象?
稀H2SO4
问题组( 问题组(二)
1,Cu片上产生的气体是什么? , 片上产生的气体是什么 片上产生的气体是什么? 2,它是如何产生的? ,它是如何产生的? 3,电子从何而来?请设计实验证明你的 ,电子从何而来? 推测. 推测. 4,请总结什么是原电池 ,