化学能与电能的转化

合集下载

化学能与电能

化学能与电能

化学能与电能(1)概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

(2)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)构成原电池的条件:(1)电极为导体且活泼性不同;(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。

(4)电极名称及发生的反应:负极: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。

正极:较不活泼的金属或石墨作正极,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。

(5)原电池正负极的判断方法:①依据原电池两极的材料:较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。

②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。

③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。

④根据原电池中的反应类型:负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。

正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。

(6)原电池电极反应的书写方法:(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。

因此书写电极反应的方法归纳如下:①写出总反应方程式。

②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。

③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。

(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

(7)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。

2、化学电源基本类型:①干电池:活泼金属作负极,被腐蚀或消耗。

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。

化学能转变为电能的例子

化学能转变为电能的例子

化学能转变为电能的例子
化学能可以通过多种方式转化为电能。

以下是一些常见的例子:
1.电池:电池利用化学反应将化学能转化为电能。

例如,原电池中的化学物质在反应时释放出电子,这些电子流动产生电流,从而产生电能。

2.燃料电池:燃料电池利用氢气等燃料与氧气之间的化学反应将化学能转化为电能。

在燃料电池中,氢气在阳极释放电子,并在氧气的参与下在阴极产生水,同时产生电流。

3.化学发电机:一些特殊的化学反应可以直接产生电能,如氢氧化钾与铝之间的反应可以直接生成电能,这被应用于一些小型化学发电机的制造。

4.电化学反应:在电解池中,化学能可以通过电化学反应转化为电能。

例如,水电解可以将水中的化学能转化为电能,将水分解成氢气和氧气。

这些例子展示了化学能如何通过不同的化学反应或过程转化为电能。

这些技术在各种领域中得到应用,包括能源储存、电力生产和可再生能源等领域。

1/ 1。

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。

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

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。

化学能与电能转化的

化学能与电能转化的

化学能与电能转化的化学能与电能是两种不同形式的能量,在生活中起着重要的作用。

化学能是指物质在化学反应中储存的能量,而电能则是指电荷在电场中运动时所具有的能量。

这两种能量之间可以相互转化,从而在生活中发挥重要的作用。

对于化学能与电能的转化,我们可以以电池为例进行说明。

电池是一种将化学能转化为电能的装置。

在电池中,化学反应导致了电子的流动,从而产生了电能。

电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。

当电池连接到电路中时,化学反应会释放出电子,电子在电路中流动产生电流,从而产生电能。

这种化学能与电能的转化在很多电子设备中得到了应用,如手机、电脑等。

另外一个例子是燃料电池。

燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它通过将燃料(如氢气)与氧气反应生成水和电子,从而产生电能。

燃料电池具有高效能量转化和零排放的特点,因此在可持续能源领域有着广泛的应用前景。

除了化学能转化为电能,电能也可以转化为化学能。

电解是一种将电能转化为化学能的过程。

在电解过程中,电流通过电解质溶液,使得化学反应发生,产生新的物质。

例如,电解水可以将水分解为氢气和氧气。

这种电能转化为化学能的过程在工业生产中具有重要的应用,如电镀、电解制氢等。

化学能与电能的转化还可以通过燃烧反应实现。

燃烧是一种将化学能转化为热能和光能的过程。

当物质燃烧时,其化学能被释放出来,产生热能和光能。

我们常见的火焰就是由物质的燃烧产生的。

而燃烧反应中释放出的热能可以被转化为电能,如蒸汽发电厂中的燃煤发电和核电站中的核能发电。

除了以上几种方式,还有其他一些将化学能与电能转化的方法。

例如,太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。

太阳能电池中的光能被光伏效应转化为电能,从而产生电流。

这种方式不涉及化学反应,但也属于化学能与电能的转化。

化学能与电能是两种不同形式的能量,在我们的生活中起着重要的作用。

化学能可以通过化学反应转化为电能,如电池和燃料电池;而电能也可以转化为化学能,如电解和燃烧反应。

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化


原电池的电极名称与电极反应
电极名称 负极 正极
电极材料 电子流向 电极反应 电极反应式
较活泼的金属
较不活泼的金属或石墨
作用结果
电子流入 电子流出 还原反应 氧化反应 电解质阳离子得电子 R-ne- =Rn+ 没被腐蚀(被保护) 被腐蚀 电流方向:从正极流向负极 电子方向:从负极流向正极 化学能转化成电能 原电池的形成加快了化学反应的速度
B
A.a > b > c > d C.c > a > b > d
B.a > c > d > b D.b > d > c > a
5、如果用金属镁、锌与ZnSO4溶液组成原电 池,判断电极并写出负极反应式
G Zn Mg
ZnSO4溶液
正极:Zn
负极:Mg
负极反应式:Mg – 2e- = Mg 2+
阅读“资料卡”,回答: 为什么钢铁在潮湿的空气里容易被腐蚀?
电解时,溶液中离子的放电顺序取决于其氧化性 (阳离子)或还原性(阴离子)的强弱
4、离子放电(得失电子)顺序

阴极:阳离子的放电顺序: Ag+>Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ > Fe2+ > Zn2+ 惰性阳极:阴离子的放电顺序是: S2- > I- > Br - > Cl - >OH-


1860年,法国的雷克兰士(GeorgeLeclanche)发明了广受 使用的电池(碳锌电池)的前身。它的负极是锌和汞的 合金棒(锌-伏特原型电池的负极,经证明是作为负极材 料的最佳金属之一),而它的正极是以一个多孔的杯子盛 装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有 一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作 为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为“湿电池”。 1887年,英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的 电解液为糊状,不会溢漏,便于携带,因此获得了广泛 应用。

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。

电能与化学能之间的转换过程

电能与化学能之间的转换过程

电能与化学能之间的转换过程引言电能和化学能是我们日常生活中常见的能量形式。

电能可以通过电流进行利用,而化学能则储存在化学物质中。

本文将探讨电能与化学能之间的转换过程,并介绍几种常见的转换方式。

电能和化学能的定义电能是指由电荷运动带来的能量,它可以通过电流的流动进行释放。

化学能是指储存在化学物质中的能量,它可以通过化学反应进行释放。

电能和化学能都属于一种形式能,可以相互转换。

1. 电解电解是将电能转化为化学能的一种常见方式。

电解通过在电解质溶液中加入电流,使得溶解在溶液中的化学物质发生化学反应。

在电解过程中,正极吸收电子,负极释放电子,导致溶液中的化学物质发生电离和析出。

这个过程中,电能被转化为化学能,储存在生成的产物中。

2. 电池电池是将化学能转化为电能的装置,也可以实现电能向化学能的转换。

电池由两个电极和电解质组成。

电极由不同的材料制成,形成正极和负极。

电解质可以是液体、凝胶或固体。

当电池接通外部电路时,电解质中的化学物质发生氧化还原反应,电子从负极流经外部电路到正极,形成电流。

这个过程中,化学能被转换为电能。

1. 燃烧燃烧是将化学能转化为热能和电能的过程。

当有机物或其他可燃物与氧气发生化学反应时,会产生大量的热能。

这个热能可以用来蒸汽发电、驱动发动机等。

同时,在某些情况下,燃烧还可以直接产生电能。

例如,燃料电池是一种将燃料内部的化学能转换为电能的设备。

在燃烧过程中,发生氧化还原反应,电子从负极流经外部电路到正极,形成电流。

2. 化学电池化学电池是将化学能转换为电能的装置。

化学电池由两个半电池组成,每个半电池都有一个电极和电解质。

在化学电池中,两个半电池通过一个可导电的物质连接起来,形成电池的反应。

在电解质中发生氧化还原反应,电子从负极流经外部电路到正极,形成电流。

这个过程中,化学能被转换为电能。

结论电能与化学能之间的转换是一种能量转化的过程。

通过电解和电池,电能可以转化为化学能;而通过燃烧和化学电池,化学能可以转化为电能。

化学能转化为电能

化学能转化为电能

化学能转化为电能化学能转化为电能能量在我们生活中起着至关重要的作用,电能是一种常见而广泛应用的能量形式。

而在很多情况下,电源只是源源不断地供电,似乎并不需要关心它们供电的原理和来源。

但是,电能也可以通过能源的物理或化学变化获得,其中化学能转化为电能是一种非常常见的方法。

本文章将探讨这种过程的原理和应用。

一、化学能转化为电能的原理化学能转化为电能的过程又称为化学电池,它的本质是通过化学反应产生电荷,将化学能转化为电能。

根据反应机制的不同,化学电池可以分为两种类型:原电池和电解池。

1.原电池原电池是根据一些特殊化学反应原理制作的,可以把这个过程简单地理解为一种化学燃烧反应,不同的是化学燃烧是通过氧气在常温下与其它物质反应形成能量,而原电池中则是通过两种或多种化学物质之间的摆放或反应来释放出电子,跑出电流。

一个典型的原电池通常由一个阳极和一个阴极组成,它们之间由一个含有可导电离子资料的溶液、半固体或固体电解质通过连接。

在这种组装方法中,如果只是把两个电极放在一起,电极之间仍然存在能量,但无法释放电子。

在原电池中,一个电极通常被称为阳极,另一个电极被称为阴极。

在阳极和阴极之间,这座电池内部会形成一个电势差,它们之间存在一个电位差,电子的流动是由高能电极向低能电极的流动。

在这个过程中,金属或非金属离子会从一个电极移动到另一个电极中,并在这个过程中捕捉或释放电子,最终在两个电极之间形成一个电流。

此时,电池内部的化学成分总是会发生变化,从而产生化学反应。

这种电池根据化学反应类型的不同,可以分为很多种类型,比如钱枚电池,锂离子电池等等。

2.电解池电解池是在外部电源的作用下将化学能转化为电能,通过通过一个外部电源施加电流,对电解质中的薄层电荷进行扰动,将原有的化学反应倾向性逆转,使得电解质中的离子在电流的作用下得到电子捐赠或电子损失。

在这个过程中,正离子会移动到阴极电极,而电子则会在阳极电极处产生离子,从而在阴极电极物质与阳极电极物质之间形成电势差。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

课题化学能与电能的转化教学过程一、复习引入电解反应实例实例被电解物质电解产物化学方程式电解水H2O 、H2、O22 H2O电解2 H2↑+ O2↑电解食盐水NaCl 、H2O NaOH 、H2、Cl22 NaCl + 2 H2O电解2 NaOH +H2↑+ Cl2↑电解熔融氯化钠NaCl Na 、Cl22 NaCl电解2 Na + Cl2↑电解熔融氧化铝Al2O3Al 、O22Al2O3电解4 Al + 3 O2↑1、氯碱工业2、冶炼活泼金属二、讲授知识点一、电解原理电解氯化铜溶液活动一:通过电解氯化铜溶液的实验,探究电解池的工作原理1.实验:如图,将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接,浸入U型管的CuCl2溶液中,接通16V直流电,将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,观察电极周围的现象和试纸颜色变化。

表一:电解CuCl2 溶液现象实验现象阴极(连接电源负极)电极上逐渐覆盖了一层红色固体,电极周围CuCl 2 溶液绿色变深。

阳极(连接电源正极)电极上有气泡冒出,并且气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色,电极周围CuCl 2 溶液绿色变浅。

,溶液颜色变化不明显,那么为什么会出现这样的现象呢?刚开始时Cu 2+、 Cl -做无规则运动,插入电极连接电源后 ,Cu 2+向阴极定向移动,Cl -向阳极定向移动,在阳极电极上失电子变成氯气分子;Cu 2+向阴极定向移动,在阴极电极上得电子变成单质铜。

电解CuCl 2 溶液反应式: 2、写出电极反应式和电解反应方程式,并注明电极反应类型。

阴极: Cu 2+ + 2e - = Cu 还原反应(Cu 2+被还原) 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 氧化反应(Cl -被氧化)电解总反应方程式:CuCl 2 电解Cu + Cl 2↑ [小结]电源负极→阴极(石墨电极):阳离子得电子,发生还原反应,表现氧化性。

电源正极→阳极(石墨电极):阴离子失电子,发生氧化反应,表现还原性。

为什么阳离子在阴极得到电子,而阴离子在阳极失去电子呢?直流电源提供电势差,相当于一个水泵一样,把电子从电源正极抽向电源负极。

负极电子涌向阴极,阴极富集电子而带负电,由于异性相吸,所以阳离子向阴极移动,在阴极得电子。

而在电势差的作用下,电子从阳极向直流电源的正极移动,阳极缺少电子显正电,所以阴离子向阳极移动,在阳极失电子。

那么,阳极材料可以用活泼金属吗?不能,因为活泼金属本来就容易失电子,在电源提供电势差作用下,一般金属都会很容易失电子。

阳极除了用石墨,我们也可以用不活泼的金属,如:铂电极。

那么阴极材料我们可以用活泼金属吗?能,因为阴极阳离子得电子,活泼金属不会参与得电子反应。

表二:离子放电顺序分析溶液中的离子有哪些?Cu 2+ 、H + 、Cl - 、OH -向阴极移动的离子有哪些? Cu 2+ 、H + 向阳极移动的离子有哪些? Cl - 、OH -优先在电极上发生反应的离子是谁?阳离子:Cu 2+阴离子:Cl -通过分析,我们发现阴极阳离子离子存在得电子顺序,阳极阴离子存在失电子放电顺序问题,那么为什么存在顺序呢?存在什么样的顺序呢?二、离子得失电子顺序:我们知道:在阴极阳离子得电子,表现氧化性,那么氧化性越强的阳离子越容易得电子;那么阳离子的氧化性强弱顺序是怎样的呢?我们知道金属越活泼,越容易失电子,失去电子后形成的阳离子就越难得电子。

[小结]阴极:Ag+ >Hg+ >Cu2+ >H+ >Pb2+ >Sn2+ >Fe2+ >Zn2+ >Al3+ >Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+在阳极阴离子失电子,表现还原性,那么还原性越强的阴离子越优先失电子。

刚才我们得出:Cl- >OH-。

我们前面学过氧化性Cl2 > Br2 > I2 ,那么Cl- 、Br-、I-的失电子顺序是什么?根据上面的分析,Cl2、Br2、I2得电子变难,所以离子失电子变容易阳极:活性电极> S2- >I- >Br- >Cl- >OH- >最高价含氧酸根离子[过渡引入]利用上述电极放电顺序,我们来一起分析以下问题:1、那么用石墨做电极电解NaCl溶液结果如何,写出电极反应式和总反应式。

阳极:______________阴极:_____________。

电解总反应方程式:________________。

2、那么电解NaOH(AgNO3)溶液结果又如何呢?写出电极反应式和总反应式。

阳极:______________阴极:_____________。

电解总反应方程式:________________。

3、根据上述原理,我们日常生活中在铁制品表层镀上一层铜怎么实现呢?两个电极都是活泼金属时,我们看到阳极失电子被腐蚀,而阴极得电子阴极材料被保护,由此你能想到什么用途?三、电解原理的应用1、氯碱工业生产NaOH 、H2、Cl22、电解精炼3、电镀4、金属防护(阴极保护法)5、冶炼活泼金属练习:1.下列说法正确的是()A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极C.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应 D.形成原电池后,原电池中的阳离子移向正极2.关于如图所示装置的叙述,正确的是( )A .铜片上有气泡产生B .铜片质量逐渐减少C .电流从锌片经导线流向铜D .氢离子在铜片表面被还原 3.下列关于实验现象的描述不正确的是 ( )A .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B .铜锌原电池的正极是锌,电解质溶液是稀硫酸C .把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D .把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快 4.下列反应不可能是原电池反应的是( )A .Fe + 2H += Fe 2++ H 2↑ B .2Fe 3++ Cu = 2Fe 2++ Cu 2+C .2H 2 + O 2 = 2H 2OD .H + + OH - = H 2O5.某原电池的总离子方程式为:2Fe 3+ + Fe = 3Fe 2+,不能实现该反应的原电池是( ) A .Cu 为正极,Fe 为负极,电解质溶液为FeCl 3溶液 B .石墨为正极,Fe 为负极,电解质溶液为Fe(NO 3)3溶液 C .Fe 为正极,Zn 为负极,电解质溶液为Fe 2(SO 4)3溶液 D .Ag 为正极,Fe 为负极,电解质溶液为Fe 2(SO 4)3溶液6.X 、Y 两根金属棒插入Z 溶液中构成下图的装置,实验中电流表指针发生偏转,同时X 棒变粗,Y 棒变细,则X 、Y 、Z 可能是下列中的( )7.把一小块镁、铝合金放人6mol·L —l 的NaOH 溶液中,可以形成微型原电池。

则该电池负极上发生的电极反应为( )。

A .Mg —2 e —=Mg 2+B .A1+4OH ——3 e —=AlO 2—+2 H 2OC .4OH ——4 e —=2 H 2O+ O 2 ↑D .2H 2O+2 e —=2OH —+H 2↑ 8.下列叙述中不正确的是( )A .原电池中电子从正极流出B .原电池中电子从发生氧化反应的电极流出C .原电池的两个电极中,质量减轻的电极是负极D .原电池中发生还原反应的电极是正极9.据报道,锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池,因为,锌电池容量更大,而且,没有编号 X Y Z A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸铜溶液 DAgZn硝酸银溶液污染。

其电池反应为:2Zn +O2=2ZnO,原料为锌粒、电解质和空气,则下列叙述正确的是()A.锌为正极,空气进入负极反应 B.负极反应为:Zn-2e- = Zn2+C.负极发生还原反应 D.电解质可能为强酸10.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到仪事日程,其首要原因是()A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其它物品D.回收其中石墨电极11.干电池的电极分别为炭棒和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2),电极反应可简化为:Zn- 2e- = Zn2+,2NH4+ +2e- = 2NH3+ H2(NH3与Zn2+结合)。

则下列结论正确的是()A.Zn为负极,发生还原反应B.炭棒为负极C.工作时,电子由炭极经外电路流向Zn极D.长时间连续使用,内装糊状物可能流出腐蚀用电器12.下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是()A. a电极是负极B. b电极的电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置13.下列化学电池不易造成环境污染的是()A.锂电池 B.锌锰电池 C.镍镉电池 D.氢氧燃料电池14.目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可以表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法中:①以上反应是可逆反应 ;②以上反应不是可逆反应;③充电时,化学能转化为电能;④放电时,化学能转变为电能。

其中正确的是()A.①③ B.②④ C.①④ D.②③15.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,下列图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是()放电充电16.某原电池的总反应方程式为: 2Fe3+ +Cu= 2Fe2+ + Cu2+,能实现该反应的为 ( )A B C D正极材料Cu 石墨Fe Ag负极材料Fe Cu Cu Cu电解质液CuSO4Fe2(SO4)3FeCl3AgNO317.铁棒与石墨用导线连接后,浸入0.01mol/L的食盐溶液中,可能出现的现象是( ) A.铁棒附近产生OH- B.铁棒被逐渐腐蚀C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨上放出O218.锂电池是新型的高能电池,它因质量轻、能量高而受到普遍重视。

某种锂电池的总反应式为:Li+MnO2=LiMnO2。

若该电池提供折合0.5mol电子的电量,则消耗正极材料的质量为( )A. 3.5gB. 7gC.43.5gD.87g19.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westing-house)公司研制开发的,以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。

该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。

相关文档
最新文档