知识点总结2 化学能与电能的转化(一).doc

解决办法开源节流：开发新能源和节约现有能源知识点总结二化学能与电能的转化（一）知识点1原电池一、定义：将化学能转化为电能的装置。二、组成原电池外电路：导线、电流计内电路（2个）半电池：一个电极和电解质溶液连接构成的系统盐桥：含有饱和KCl溶液的琼脂（离子可以自由移动）三、构成原电池的条件 自发的氧化还原反应； 两个电极（活性不同）； 电解质溶液； 构成闭合回路。4、 工作原理（一）以锌铜电池为例1.实验步骤：按右图组装好仪器，像两只烧杯中分别加入30 mL 1.0 moLL-1CuSO4溶液和30 mL 1.0 moLL-1 ZnSO4溶液，将连接导线和电流计的锌片和铜片分别插入CuSO4溶液和ZnSO4溶液中，将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液中，观察实验现象。取出盐桥，观察实验现象。2.实验现象： 左边烧杯中的锌片逐渐溶解，右边烧杯中的铜片上有红色金属析出，电流计的指针发生偏转； 取出盐桥，电流计的指针不再偏转，铜片上不再有红色晶体析出，锌片也不再溶解。负极反应：Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反应）正极反应：Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）电池反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu3. 注意：盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子在盐桥中能自由移动。盐桥的作用： 连接电解质溶液，使原电池形成一个闭合的回路； 平衡电解质溶液中的电荷。（二）工作原理解析：原电池是如何将化学能转化为电能的？负极：还原剂 - ne- = 氧化产物（发生氧化反应）正极：氧化剂 - ne- = 还原产物（发生还原反应）知识点2复杂电池反应的电极反应式的书写规则1.确定电极，写出主要的反应物和产物负极：还原剂 - e- = 氧化产物（发生氧化反应）正极：氧化剂 - e- = 还原产物（发生还原反应）2.观察电极反应的产物能否与电解质溶液共存；若不能共存，须将参加反应的离子或电解质写入反应式中3.根据原子个数守恒添加介质 若反应环境呈碱性或中性，反应物加H2O或OH-：若前面氢多氧少，加OH-；若前面氢少氧多，加H2O。 若反应环境呈酸性，反应物加H2O或H+：若前面氢多氧少，加H2O；若前面氢少氧多，加H+。知识点3常见的化学电源一、化学电源的定义：根据原电池反应原理设计的，能够持续提供电流的装置。二、化学电源的分类：化学电源一次电池：发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用了。如：（干电池）银锌纽扣电池、普通锌锰电池、碱性锌锰电池等二次电池：可多次充放电。如：铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等燃料电池：利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电 能的化学电源。如：氢氧燃料电池等三、常见化学电源的工作原理特点：一次电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池，当电池中的活性物质大部分被消耗后就不能再继续使用。二次电池又称为蓄电池。二次电池中，发生氧化还原反应的物质（电极、电解质溶液）大部分被消耗后，又可以通过充电而获得再生而恢复其供电能力，可多次重复使用。燃料电池的氧化剂和还原剂不是全部储藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。因此燃料电池能够连续不断的提供电能。电池名称构成反应式一次电池银锌纽扣电池Zn|KOH|Ag2O负极反应式：Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2正极反应式：Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-电池反应式：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag普通锌锰电池Zn|MnO2、NH4Cl|C负极反应式：Zn - 2e- = Zn2+正极反应式： 2MnO2 + 2e- + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3 + H2O电池反应式： Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn + Mn2O3 + 2NH3 + H2O碱性锌锰电池Zn|KOH|MnO2负极反应式：Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2正极反应式：2MnO2 + 2e- + 2H2O = 2MnOOH + 2OH-电池反应式： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH锂电池Li|LiAlCl4、SOCl2|C负极反应式：8Li - 8e- = 8Li+正极反应式：3SOCl2 + 8e- = SO32- + 2S + 6Cl-电池反应式：8Li + 3SOCl2 = 8Li+ + SO32- + 6Cl- + 2S心脏起搏电池Zn|H+|O2、Pt负极反应式：2Zn - 4e- = 2Zn2+正极反应式：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O电池反应式：2Zn + O2 + 4H+ = 2Zn2+ + 2H2O海水电池铝|空气、海水|C负极反应式：4Al - 12e- = 4Al3+正极反应式：3O2 + 12e- + 6H2O = 12OH-电池反应式：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3二次电池铅蓄电池Pb|H2SO4|PbO2负极反应式：Pb - 2e- + SO42- = PbSO4正极反应式：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O电池反应式：Pb + PbO2 + 4H+ + SO42 = 2PbSO4 + 2H2O镍氢电池H2|OH-|NiO(OH)负极反应式：H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O正极反应式： 2NiO(OH) + 2e- + 2H2O = 2Ni(OH)2 + 2OH-电池反应式：2NiO(OH) + H2 = 2Ni(OH)2铁镍电池Fe|OH-|NiO2负极反应式：Fe - 2e- + 2OH- = Fe(OH)2正极反应式：NiO2 + 2e- + 2H2O = Ni(OH)2 + 2OH-电池反应式：Fe + NiO2 + 2H2O = Fe(OH)2 + Ni(OH)2燃料电池氢氧燃料电池H2|H+|O2负极反应式：H2 - 2e- = 2H+正极反应式：1/2O2 + 2e- + 2H+ = H2O电池反应式：H2 + 1/2O2 = H2O氢氧燃料电池H2|OH-|O2负极反应式：H2 - 2e- + 2OH- = 2H2O正极反应式：1/2O2 + 2e- + 2H+ = H2O电池反应式：H2 + 1/2O2 = H2O氢氧燃料电池H2|NaCl|O2负极反应式：H2 - 2e- = 2H+正极反应式：1/2O2 + 2H+ + 2e- = H2O电池反应式：H2 + 1/2O2 = H2O甲醇燃料电池CH3OH|OH-|O2负极反应式：2CH3OH -12e- + 16OH- = 2CO32- + 12H2O正极反应式：3O2 + 12e- + 6H2O = 12OH-电池反应式：2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 3H2O甲烷燃料电池CH4|OH-|O2负极反应式：CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O正极反应式：2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-电池反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O