《化学能与电能的转化》.
化学能与电能的转化
一、氧化还原反应1.四种基本反应类型：化合反应，分解反应，置换反应，复分解反应氧化还原反应和四种基本反应类型的关系置换反应一定属于氧化还原反应；复分解反应一定不属于氧化还原反应化合反应、分解反应不一定属于氧化还原反应2.氧化还原反应1.氧化还原反应：有电子转移的反应2. 氧化还原反应实质：电子发生转移氧化还原反应中概念及其相互关系如下：失去电子——化合价升高——被氧化（发生氧化反应）——是还原剂（有还原性）得到电子——化合价降低——被还原（发生还原反应）——是氧化剂（有氧化性）氧化性、还原性强弱的判断（１）通过氧化还原反应比较：氧化剂 + 还原剂→ 氧化产物＋还原产物氧化性：氧化剂 > 氧化产物还原性：还原剂 > 还原产物（2）从元素化合价考虑：最高价态——只有氧化性，如Fe3+、H2SO4、KMnO4等；中间价态——既具有氧化性又有还原性，如Fe2+、S、Cl2等；最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl-、S2-等。
二、化学能转化为电能（一）原电池：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构成闭合回路④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原电池的电极：电子流出的电极叫做负极；电子流入的电极为正极一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（3）从电子的流动方向负极流入正极（正极作用为导体，负极有可能参加反应）（4）从电流方向正极流入负极三、电能转化为化学能电解池:一、电解原理1、电解：电流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2. 电解池的组成条件：①直流电源②两个电极③电解质溶液或熔融电解质④形成闭合回路3、电极：阳极：与电源的正极相连的电极；阴极：与电源的负极相连的电极4、离子流向:阳离子移向阴极，发生还原反应；阴离子移向阳极，发生氧化反应5、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6、电解硫酸铜溶液阴极：2Cu 2+ + 4e- = 2Cu 阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2总反应：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO47电极产物判断☆规律总结：（1）阳极产物判断：先要看电极材料，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
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-PPT
Cu-Zn原电池原理示意图
e- G e-
-+
H2SO4
Zn
Cu
H2
2+
+
Zn
H
小结：
失e,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质溶液
阴离子
阳离子
电
极 负极： Zn－2e=Zn2+ （氧化反应）
反 应
正极： 2H++2e=H2↑
（还原反应）
Ａ、ＤＣＡＢ Ｂ、ＤＡＢＣ Ｃ、ＤＢＡＣ Ｄ、ＢＡＤＣ
下列关于下图所示原电池的说法正确的是 A 铝片为正极 B 正极上有H2产生 C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 D 当转移0.04 mol e- 时，产生 0.01 mol O2
Cu
○
如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃
CH3OH + H2O － 6e－ = CO2 + 6H+ D．电池的正极反应式为：
O2+2H2 = Cu 2+ 正极： 2H+ +NO3－ + e- = NO2 + H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3－=
2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
稀硫酸
负极： Mg — 2e- = Mg2+ + 2H2O 正极： 2H+ + 2e- = H2↑ 总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
2H++2e=H2↑
化学能与电能的转化
负极→阴极，阳极→正极
课
时
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阴离子→阳极
层 作
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阳离子→正极
阳离子→阴极
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自
原电池、电解池的判定
当
主 预
(1)若无外接电源，可能是原电池，然后根据原
堂 达
习
电池的形成条件判定。
标
• 探
(2)若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则
• 固
新 知
是电解池。
双 基
(3)若是多个电池串联且无外加电源，则其中只
探
时
究 极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu；总反应为 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
• 攻
分 层 作
重
业
难
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自
(3)分析 B 装置的阴极和阳极，并写出电极反应和电池总反应。
当
主
堂
预
达
习 •
【提示】 Pt 为阳极，电极反应式为 2Cl－－2e－===Cl2↑，C 为阴极，电
标 •
探 新 知
合
有1个原电池，其余为电解池。一般情况下电极
作 探
金属性相差最大的为原电池。
究
•
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重
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难
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自
思考感悟
当
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2．通过电解原理能否实现不能自发进行的反应
堂 达
习 •
Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑？
标 •
探
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新
【提示】 能够实现。可以将铜作为阳极，
双
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稀硫酸作为电解质溶液，石墨作为阴极，构
化学能与电能的转化
化学能与电能的转化【教学目标】依据课程标准的要求，主要的学习目标是：1. 通过实验探究原电池中发生的反应，了解化学能向电能转化的基本原理；进一步加深对氧化还原反应、金属活动性顺序、电解质溶液性质的理解，并能应用于解决实际问题。
2．学习分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3．通过实验和小组合作学习活动，提高合作学习的能力、体验科学探究过程、培养科学态度和创新精神。
4．初步了解各类电池在生产、生活实际中的应用，重视理论与实际的联系。
【案例设计】设计思路从学生的已有知识入手，用实验探究活动组织课堂教学。
教学程序是：1．利用伏打电池的故事创设教学情景，提出关于化学能如何转化为电能的问题，引入新课的学习。
2．通过原电池实验帮助学生形成化学电池的感性认识，认识化学能可以通过化学反应转化为电能；引导学生利用氧化还原反应知识分析实验现象，了解原电池反应的基本原理，认识化学能转化为电能的机理。
3．指导学生制作“水果电池”。
进一步验证、巩固所学知识，开阔视野，培养学生创新意识。
4．延伸课堂，开展研究性学习。
让学生利用网络、图书馆、找专家访谈，查询有关资料，调查日常生活中常见电池的种类、使用范围和性能；了解日常生活中废弃旧电池对环境的危害。
教学过程[创设学习情景] 观看影像文件、交流讨论，帮助学生发现、提出问题，引入学习课题：1780年，意大利生物学家伽伐尼为给妻子看病，遵医嘱买了不少青蛙。
当用金属解剖刀触动*近铜盘的青蛙腿皮时，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。
他联想起以前做经典实验时不慎触电而使身体肌肉发生颤抖的情形，断定青蛙的抽搐可能是受到电击的结果。
这偶然的现象并没有被伽伐尼放过，经过不懈的探索和思考，提出了“动物电”的概念。
他认为青蛙神经和肌肉是两种不同的组织，带有相反电荷，两者存在电位差，一旦用导电材料将两者接通，就有电流通过。
由于有动物电流的刺激，蛙腿肌肉发生收缩。
“动物电”的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣，经过一番研究，他发现蛙腿只是起了显示电流通过的作用，所谓特殊的“动物电”是不存在的。
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》教学设计
７７０ ） １６ ０
情感 目标 ：１培养学 生参 与教 与学 活动 的积极 性和 主动性 ； （）
（） 识化学学科价值 ， 强学习化学的动机。 ２认 增 教学 重 点 ： 电解原 理 及 阴 、 阳极 发 生 的 电极 反 应式 的书 写 教学难点 ： 、 阴 阳极 发 生 的电 极 反 应 式 的 书 写 教学策略 ： 行组织者策略 、 验探究性法。 先 实 学法 指 导 ： 提 问题分 析 问题建 构理 论解 析 问题 应用 检验 。 教学媒 体 ： 电流 计 ， 压 电 源 ， 有 机 玻 璃 水 槽 ， 根 碳 稳 小 两 棒 ， 条 铁 片 ， 条 铜 片 ， 干 导 线 等 仪 器 干 Ｃ Ｃ 液 ， 脑 一 一 若 ¨ｕＩ 溶 电 动画 ． 以及 投 影 仪 。
置相 同。 教 师 ： 大 家做 实验 ２ ｌ ， 细 观 察 和 记 录 实 验 现 象 ， 请 一 ４仔 并 分 析原 因 。 （ 生实 验 ． 师 巡 视 ， 意 学 生 的操 作 是 否 规 范 ， 学 教 注 并 积 极 参 与 学 生 的 讨 论及 时解 决 学 生 实 验 中 出 现 的 问题 。 ） 教师 ： 实验 过 程 中你 发 现 了什 么 问 题 ？ 学 生 １ 与 电 源 的 负 极 相 连 的碳 棒 上 有 一 层 红 色 的 固体 析 ：
《化 学 能 与 电 能 的 转 化 》教 学 设 计
祭 水 止 蔡 永 正
（ 安 市 吴 起 高 级 中 学 ， 西 延安 延 陕
知 识 目标 ： 过 电 解 Ｃ Ｃ ， 液 的 实 验 探 究 ， 通 ｕ １溶 了解 电 解 原 理、 装置 和重 要 应 用 。 能力 目标 ： 培养 观察能 力 、 维能 力 （ 考 ］ 察两 极 实 验 现 象 填 在４ 页 。 观 ４ 『 ］ 极 会 是 什 么气 体 ？检 验 它 最 方 便 的 方法 是 什 么 ？ 问 阳 阴极现象是什么？ 『 ］ 氧 化 和 被 还原 的物 质 是 什 么 ？ 问 被 ｆ 多媒 体 演 示 ］ 电解 氯 化 铜 溶 液 微 观 模 拟 。 ｆ 讨论 问题 ｌ通 电前 氯 化铜溶 液 中有 哪些 离子 ？如 何运 动？ １ ＿ ２通 电前 和通 电时 溶 液 中离 子 运 动有 何不 同？ ． ３ 阳极 发 生 什 么 反 应 （ 化 ， 原 ） 阴极 发 生 什 么 反 应 ． 氧 还 ？ （ 氧化 ， 原 ） 还 ？
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
（2）工作原理:自发的氧化还原反应。
（3）原电池的电极：
e-
e-
① 负极：电子流出的电极。(锌片)
正极：电子流入的电极。(铜片)
②电极的判断 Ⅰ、根据电极的活泼性：较活泼的金属为负极， 不活泼的金属（或非金属等）为正极。 Ⅱ、根据氧化还原反应：发生氧化反应的电极为 负极，发生还原反应的电极为正极。
2、锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化? 锌片的质量在减小,溶液中c(H+)也减小。
3、从氧化还原反应角度分析两金属片上各发生了 什么反应?
锌片上:Zn — 2e- = Zn2+ 铜片上:2H+ + 2e- = H2
4、从能量变化的角度分析,该装置的能量是如何 转化的？
从能量变化的角度分析,这是将化学能转化为 电能的装置。这种装置我们称之为原电池。
【小结】
失e-，e-沿导线流到正极
氧化反应
还原反应
负极 铜锌 正极 Zn-2e-=Zn2+ （锌） 原电池 （铜） 2H++2e=H2↑
注意点
①
原电池的工作原理是利用氧化还原反应
设计，将氧化、还原两反应分割在负、正两
极同时、不同地进行，电子从负极定向流入
正极，从而产生了电流。
②
正负两极上进出电子数相等，根据电子
I
电极反应
I e
e
-
I
负极：Zn － 2e- = Zn2+
ee
负极-
- 正极- 正极：2H+ + 2e- = H2↑
总反应：
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
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《化学能与电能的转化》班级________ 姓名____________1 •将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。
燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。
此种电池能量利用率可高达80% （一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。
下列有关燃料电池的说法错误的是（）A •上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质B •氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为：C2H5OH —12e「= 2CO2 T+ 3H2OD .甲烷燃料电池的正极反应为：O2+ 2H2O + 4e—= 4OH2 •固体氧化物燃料电池是由美国西屋（West-i nghouse ）公司研制开发的。
它以固体氧化锆一氧化钇为电解质，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图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。
下列判断正确的是（）A . O2—向电池的负极移动B .有H2放电的b极为电池的正极C. a极对应的电极反应为C b+2H2O+4e =4OHD .该电池的总反应方程式为2H2+O2輕2H2O3.类推是在化学学习和研究中常用的思维方法，但类推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其正确与否，下列几种类推结论中不正确的是（）A .钠、镁都是活泼金属，由金属钠和镁引起火灾都不能用干冰灭火器灭火B. NaHSO3溶液能与NaAIO2反应生成白色沉淀，NaHCO3溶液也能与NaAIO 2反应生成白色沉淀C. NH4CI、NH4I结构相似，将两种固体分别加热，都分解生成HX和NH3D .原电池中通常是活泼金属做负极，不活泼金属做正极，用铜和铝与浓硝酸构成原电池时，铝是负极4 .一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通人乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH = 4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是A .负极反应为：14H2O+7O2+28e-= 28OH-（）B .放电一段时间后，负极周围pH升高C.每消耗1 mol C2H6，则电路上转移的电子为14 molD .放电过程中KOH的物质的量浓度不变5.燃料电池是利用燃料（如H2、CO、CH4等）跟氧气或空气反应，将化学能转化成电能的装置，电解质是强碱溶液。
下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是（）A .负极反应为O2+2H2O+4e = 4OH"B. 负极反应为 CH 4+10OH —— 8e==CO 32— +7H 2OC. 放电时溶液中的阴离子向负极移动；D.随放电的进行，溶液的 pH 不变。
6 •碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。
锌一锰碱性电池以氢氧化 钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO 2(S )+H 2O(I) = Zn(OH) 2(s)+Mn 2O 3(s)下列说法错误的是( )A .电池工作时，锌失去电子B .电池正极的电极反应式为：2MnO 2(s)+H 2O(1)+2e —=Mn 2O 3(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 O.2mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5g7 .高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电 电压。
高铁电池的总反应为 下列叙述不正确的是3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH) 2 + 2Fe(OH) 3 + 4KOHA .放电时负极反应为:B •充电时阳极反应为:C .放电时每转移3 molZn — 2e +2OH = Zn(OH) 2 — — 2Fe(OH) 3 — 3e + 5 OH = FeO 4 + 4H 2O电子，正极有 1mol K 2FeO 4被氧化D .放电时正极附近溶液的碱性增强 8、关于如图所示装置的叙述，A 、 铜是阳极，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片D 、 氢离子在铜片表面被还原9. 2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200o C左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。
电池总反应为：C 2H 5OH +3O 2=2CO 2 +3H 2O ，电池示意如图，下列说法不正确.的是 A. a 极为电池的负极B .电池工作时电流由b 极沿导线经灯泡再到 a 极 C. 电池正极的电极反应为：4H + + O 2 + 4e = 2H 2O电极反应为：Zn + 2OH — 2e = Zn(OH) 2、Ag 2O + H 2O + 2e = 2Ag + 2OH ，总反应式为:A.电流由锌经外电路流向氧化银B.锌是阴极，氧化银是阳极金属导践正确的是()10.电子计算器中所用纽扣式电池为银锌电池，其电极分别为Ag 2O 和Zn,电解质溶液为KOH 。
Ag 2O + H 2O + Zn = Zn(OH) 2+ 2Ag 。
下列叙述正确的是C.锌是负极。
氧化银是正极D.工作时，负极区溶液pH减小，正极区pH增大11. 据报道，最近摩托罗拉公司研制了一种甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用镍氢电池或锂电池的10倍。
有关此电池的叙述错误的是（）A. 正极电极反应式：02+ 2H2O+ 4e_= 4OH —B. 负极电极反应式：CH3OH + 60H ——6e「= CO2+ 5H2OC•电池在使用过程中，电解质溶液的pH降低D.当外电路通过1.2 mol电子时，理论上消耗甲醇 6.4 gD•工作时，负极区溶液pH减小，正极区pH增大12. Zn —Ag原电池常用作电子表的电源，其工作原理为：Zn + Ag 2O+ H2O= 2Ag + Zn（OH）2,下列说法正确的为（）A、电解质溶液PH变小B、OH —向负极作定向移动C、正极的氧化产物为AgD、电解质溶液质量增大13. 燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能。
氢氧燃料电池的基本反应是：X极：1/2O2（g）+ H20（l）+ 2e ===2OH「Y极：H2（g）+ 2OH =2H2O（l）+ 2e—下列判断正确的是（）A .两电极的电极材料不能相同B .该电池工作时会产生蓝色火焰C •工作一段时间后电解质溶液pH增大D •工作时负极区附近pH变小14. 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电极的电极反应为：40H 4e 2H 2O O2C.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氫吒人口氧弋人口+ 2H2SO4= 2PbSO4+ 2H2O,下列结论正确的是( )A、Pb为正极被氧化B、溶液的PH值不断减小C、SO 4只向PbO2处移动D、电解质溶液的密度不断减小16. 电子表中电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反应是：Zn + 2OH -- --2e-- == Zn(OH) 2;氧化银电极上的反应式为：Ag2O + H2O + 2e-- == 2Ag QOH--，总反应式为：Ag2O + H2O + Zn == Zn(OH) 2 + 2Ag。
下列说法正确的是( ) A.锌是负极，氧化银是正极 B .锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C.溶液中OH —向正极移动，K+、H +向负极移动D •随着电极反应的不断进行，电解质溶液的pH逐渐增大17. 一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6 + 7O2 + 8KOH = 4K 2CO3+ 10H2O，有关此电池的推断正确的是A. 正极反应为14H2O+ 7O2 + 28e ====28OH ( )B. 放电一段时间后，负极周围的pH升高C. 每消耗1 mol C2H6，则电路上转移的电子为14 molD. 放电过程中KOH的物质的量浓度不变18. 熔融盐燃料电池具有高的电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与以O2的混合气体为阴极助燃气，制是在650C下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO + 2CO32「= 4CO2 + 4e「阴极反应式：________________________________________总电池反应式：_________________________________________19. 锌一锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有MnO2、NH4CI、ZnCI2等糊状物。
以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。
工作时反应方程式是：+ — 2 +Zn+2MnO 2 + 2NH 4 = Zn +Mn 2O3 +2 NH 3 + H2O(1)试写出干电池放电时的正、负电极反应式：正极： ___________________________________ 负极：____________________________________干电池用久了就会变软，其原因是__________________________________________________________ 。
(2)正极反应中，前后经历下列反应：2NH Z + 2e = 2NH 3+ H2；2Mn O 2+ H2= Mn2O3 +H2O，如果没有MnO 2参与，干电池将难于持续稳定工作。
试说明理由：_______________________________________________________________________ 。