知識(shí)點(diǎn)總結(jié)2 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化(一)

1、化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)與能量變化解決辦法開源節(jié)流：開發(fā)新能源和節(jié)約現(xiàn)有能源知識(shí)點(diǎn)總結(jié)二化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化（一）知識(shí)點(diǎn)1原電池一、定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。二、組成原電池外電路：導(dǎo)線、電流計(jì)內(nèi)電路（2個(gè)）半電池：一個(gè)電極和電解質(zhì)溶液連接構(gòu)成的系統(tǒng)鹽橋：含有飽和KCl溶液的瓊脂（離子可以自由移動(dòng)）三、構(gòu)成原電池的條件 自發(fā)的氧化還原反應(yīng)； 兩個(gè)電極（活性不同）； 電解質(zhì)溶液； 構(gòu)成閉合回路。4、 工作原理（一）以鋅銅電池為例1.實(shí)驗(yàn)步驟：按右圖組裝好儀器，像兩只燒杯中分別加入30 mL 1.0 moLL-1CuSO4溶液和30 mL 1.0 moLL-1 ZnSO4溶液，將連接導(dǎo)線和電流計(jì)的鋅

2、片和銅片分別插入CuSO4溶液和ZnSO4溶液中，將鹽橋插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。取出鹽橋，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 左邊燒杯中的鋅片逐漸溶解，右邊燒杯中的銅片上有紅色金屬析出，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)； 取出鹽橋，電流計(jì)的指針不再偏轉(zhuǎn)，銅片上不再有紅色晶體析出，鋅片也不再溶解。負(fù)極反應(yīng)：Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反應(yīng)）正極反應(yīng)：Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應(yīng)）電池反應(yīng)：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu3. 注意：鹽橋中通常裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子在鹽橋中能自由移動(dòng)。鹽橋的作用： 連接電解質(zhì)溶液，使原電池形成一個(gè)閉合的回路； 平衡電解

3、質(zhì)溶液中的電荷。（二）工作原理解析：原電池是如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的？負(fù)極：還原劑 - ne- = 氧化產(chǎn)物（發(fā)生氧化反應(yīng)）正極：氧化劑 - ne- = 還原產(chǎn)物（發(fā)生還原反應(yīng)）知識(shí)點(diǎn)2復(fù)雜電池反應(yīng)的電極反應(yīng)式的書寫規(guī)則1.確定電極，寫出主要的反應(yīng)物和產(chǎn)物負(fù)極：還原劑 - e- = 氧化產(chǎn)物（發(fā)生氧化反應(yīng)）正極：氧化劑 - e- = 還原產(chǎn)物（發(fā)生還原反應(yīng)）2.觀察電極反應(yīng)的產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液共存；若不能共存，須將參加反應(yīng)的離子或電解質(zhì)寫入反應(yīng)式中3.根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒添加介質(zhì) 若反應(yīng)環(huán)境呈堿性或中性，反應(yīng)物加H2O或OH-：若前面氫多氧少，加OH-；若前面氫少氧多，加H2O。 若反應(yīng)環(huán)境呈酸

4、性，反應(yīng)物加H2O或H+：若前面氫多氧少，加H2O；若前面氫少氧多，加H+。知識(shí)點(diǎn)3常見的化學(xué)電源一、化學(xué)電源的定義：根據(jù)原電池反應(yīng)原理設(shè)計(jì)的，能夠持續(xù)提供電流的裝置。二、化學(xué)電源的分類：化學(xué)電源一次電池：發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)大部分被消耗后就不能再使用了。如：（干電池）銀鋅紐扣電池、普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池等二次電池：可多次充放電。如：鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池和鋰離子電池等燃料電池：利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電 能的化學(xué)電源。如：氫氧燃料電池等三、常見化學(xué)電源的工作原理特點(diǎn)：一次電池是指電池放電后不能用簡單的充電方法使活性物質(zhì)復(fù)原而繼續(xù)

5、使用的電池，當(dāng)電池中的活性物質(zhì)大部分被消耗后就不能再繼續(xù)使用。二次電池又稱為蓄電池。二次電池中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)（電極、電解質(zhì)溶液）大部分被消耗后，又可以通過充電而獲得再生而恢復(fù)其供電能力，可多次重復(fù)使用。燃料電池的氧化劑和還原劑不是全部儲(chǔ)藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。因此燃料電池能夠連續(xù)不斷的提供電能。電池名稱構(gòu)成反應(yīng)式一次電池銀鋅紐扣電池Zn|KOH|Ag2O負(fù)極反應(yīng)式：Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2正極反應(yīng)式：Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-電池反應(yīng)式：Zn + Ag2O + H2O = Zn(

6、OH)2 + 2Ag普通鋅錳電池Zn|MnO2、NH4Cl|C負(fù)極反應(yīng)式：Zn - 2e- = Zn2+正極反應(yīng)式： 2MnO2 + 2e- + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3 + H2O電池反應(yīng)式： Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn + Mn2O3 + 2NH3 + H2O堿性鋅錳電池Zn|KOH|MnO2負(fù)極反應(yīng)式：Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2正極反應(yīng)式：2MnO2 + 2e- + 2H2O = 2MnOOH + 2OH-電池反應(yīng)式： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH鋰電池Li|LiAlCl4、SOCl2

7、|C負(fù)極反應(yīng)式：8Li - 8e- = 8Li+正極反應(yīng)式：3SOCl2 + 8e- = SO32- + 2S + 6Cl-電池反應(yīng)式：8Li + 3SOCl2 = 8Li+ + SO32- + 6Cl- + 2S心臟起搏電池Zn|H+|O2、Pt負(fù)極反應(yīng)式：2Zn - 4e- = 2Zn2+正極反應(yīng)式：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O電池反應(yīng)式：2Zn + O2 + 4H+ = 2Zn2+ + 2H2O海水電池鋁|空氣、海水|C負(fù)極反應(yīng)式：4Al - 12e- = 4Al3+正極反應(yīng)式：3O2 + 12e- + 6H2O = 12OH-電池反應(yīng)式：4Al + 3O2 + 6H2O

8、= 4Al(OH)3二次電池鉛蓄電池Pb|H2SO4|PbO2負(fù)極反應(yīng)式：Pb - 2e- + SO42- = PbSO4正極反應(yīng)式：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O電池反應(yīng)式：Pb + PbO2 + 4H+ + SO42 = 2PbSO4 + 2H2O鎳氫電池H2|OH-|NiO(OH)負(fù)極反應(yīng)式：H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O正極反應(yīng)式： 2NiO(OH) + 2e- + 2H2O = 2Ni(OH)2 + 2OH-電池反應(yīng)式：2NiO(OH) + H2 = 2Ni(OH)2鐵鎳電池Fe|OH-|NiO2負(fù)極反應(yīng)式：Fe - 2e

9、- + 2OH- = Fe(OH)2正極反應(yīng)式：NiO2 + 2e- + 2H2O = Ni(OH)2 + 2OH-電池反應(yīng)式：Fe + NiO2 + 2H2O = Fe(OH)2 + Ni(OH)2燃料電池氫氧燃料電池H2|H+|O2負(fù)極反應(yīng)式：H2 - 2e- = 2H+正極反應(yīng)式：1/2O2 + 2e- + 2H+ = H2O電池反應(yīng)式：H2 + 1/2O2 = H2O氫氧燃料電池H2|OH-|O2負(fù)極反應(yīng)式：H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O正極反應(yīng)式：1/2O2 + 2e- + 2H+ = H2O電池反應(yīng)式：H2 + 1/2O2 = H2O氫氧燃料電池H2|NaCl|O2負(fù)極反應(yīng)式：H2 - 2e- = 2H+正極反應(yīng)式：1/2O2 + 2H+ + 2e- = H2O電池反應(yīng)式：H2 + 1/2O2 = H2O甲醇燃料電池CH3OH|OH-|O2負(fù)極反應(yīng)式：2CH3OH -12e- + 16OH- = 2CO32- + 12H2O正極反應(yīng)式：3O2 + 12e- + 6H2O = 12OH-電池反應(yīng)式：2CH3OH + 3O2 +