第4讲化学能和电能.docVIP

化学能与电能 一、知识结构 1．化学能转化为电能的不同方式 （1）火力发电 火力发电是通过化石燃料燃烧（发生氧化还原反应），经过一些的能量转化，使化学能最终转化为电能。转化的过程为：化学能 热能 机械能 电能。 （2）原电池 一种将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行的装置，可以将化学能直接转化为电能，还可以将氧化还原反应的能量储存起来。 2．原电池原理 原电池是将化学能转化为电能的装置。 （1）原电池一般由三部分组成 ① 两个 不同的电极 （其中 作负极， 作正极）； ② 溶液（能自发地发生的 反应）； ③ 形成 （ 电路和 电路） （2）原电池的反应 电极 反应类型 实例 正极（＋） 还原反应 铜片：2H＋＋2e－＝H2↑ 负极（－） 氧化反应 锌片：Zn－2e－＝Zn2＋ 负极（如锌片）失去的电子通过导线流向正极（如铜片），在电解质溶液中，电解质电离产生的阳离子（如H＋）向正极移动，在正极上得到电子。从而在整个电路中形成了电流，实现化学能向电能的转换。 （3）电池的总反应式 如将上面实例中正极和负极上的电极反应式2H＋＋2e－＝H2↑和Zn－2e－＝Zn2＋两式相加，得到该原电池的总反应式：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑。 如果原电池中的负极材料本身能与电解质溶液直接反应（如锌片可以直接和稀硫酸反应），则构成原电池后反应的速度加快了。 3.原电池的电极判断 判断依据 负极 正极 电极材料 金属 的金属或非金属导体 电极反应类型 电子发生 反应 电子发生 反应 电子流向 电子 极 电子 极 电解质离子移向 离子移向 离子移向 电极现象 逐渐溶解(质量减轻减轻)的电极 质量增加或 的电极 4．常见的电池 （1）干电池 ⑴普通锌锰干电池 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：2NH4++2e－+2MnO2===Mn2O3+2NH3↑+ H2O 总反应：Zn +2NH4++2MnO2=== Zn2++Mn2O3+2NH3+ H2O ⑵碱性锌锰电池 负极：Zn－2e－+2OH－===Zn（OH）2 正极：2MnO2+2 e－+2 H2O===MnOOH+2 OH－ 总反应：Zn+ 2MnO2+2 H2O===2MnOOH+ Zn（OH）2 ⑶锌银电池 负极：Zn－2e－+2OH－===Zn（OH）2 （有时候也会写成ZnO + H2O） 正极：Ag2O+2 e－+ H2O===2Ag+2OH－ 总反应：Zn+ Ag2O+ H2O=== Zn（OH）2+2Ag （2）充电电池（又称二次电池） 充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电放电可在一定时期内循环进行。 充电电池中能量的转化关系是： 化学能 电能 例如，铅蓄电池中发生的化学反应是：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O （3）燃料电池（氢氧燃料电池） 氢氧燃料电池：高效、无污染的新型电池，电极材料得有很强的催化活性，常用铂电极。 ①在酸性电解质中： ②在碱性电解质中： 负极：2H2－4e－===4H+ 负极：2H2－4e－+4OH－===4H2O 正极：O2+4e－+4H+ === 2H2O 正极：O2+4e－+2H2O===4OH－ 总反应：2H2+O2=== 2H2O 总反应：2H2+O2===2H2O 三、 [典型例题剖析] 〖例1〗．下列哪几个装置能形成原电池？ 〖例2〗．下列说法错误的是（ ） A．燃煤发电是将化学能通过热能间接转化为电能 B．化学能可通过氧化还原反应直接转变为电能 C．化学电池是将化学能转化为电能的装置 D．化学能转化为电能必须先将化学能转化热能再转化为机械能再转化为电能 〖例3〗．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的c(H+)的变化情况是（ ） A．不变 B．先变大后变小 C．逐渐变小 D．逐渐变大 〖例4〗．把A、B、C、D 四