化学能和电能全解
化学能与电能的知识点
化学能与电能的知识点化学能与电能的知识点1、原电池原理（1）原电池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。
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。
（5）原电池正负极的判断①依据原电池两极的材料：较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极；较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）。
②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。
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。
（6）原电池电极反应的书写方法①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：a.写出总反应方程式。
b.把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。
c.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。
②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。
高一化学化学能与电能知识点
高一化学化学能与电能知识点化学能和电能是日常生活中经常遇到的两种形式的能量。
化学能是由化学反应中的化学键形成的能量，而电能则是由电荷的运动形成的能量。
以下是化学能和电能的一些知识点和三个例子。
化学能：1. 化学键是由原子之间的静电力形成的，并储存在键中。
当化学键破裂时，储存在键中的化学能会释放出来。
例如，当你吃巧克力时，化学反应将巧克力中的糖分解为葡萄糖并释放能量，这种能量是由糖中的化学键储存的。
2. 化学能可以通过化学反应在物质之间转换。
例如，在燃烧时，燃料中的化学键储存的能量会转化为热能和光能，这些能量可以用于加热和照明。
同样，生物体中的食物可以通过代谢产生化学反应，转化为生物体所需的能量，这也是化学能的一种形式。
3. 化学能可以被储存在化学品中，例如许多用于储存燃料的化学品。
这些化学品通常储存在高温或高压条件下，以维持化学能的稳定性。
当需要释放能量时，这些化学品将被解离，化学能将释放出来。
例如，纯氧化氢燃料可以在高温和高压下储存，当需要时可以用于发电。
电能：1. 电能是由电荷的运动形成的能量，通常在电路中传输和转换。
例如，在家庭电路中，电能从电源进入电路，通过电阻器和开关等组件转换为电热能和光能。
2. 电能可以被储存为电池中的化学能。
电池中的化学反应将化学能转换为电能，使电池可以用于携带电力，例如移动电话和电动车。
3. 电能可以通过发电机转换为机械能，然后再转换为其他类型的能量。
例如，水力发电机将水的机械能转换为电能，而汽车引擎将汽油的化学能转换为机械能，驱动车轮运动。
综上所述，化学能和电能是我们日常生活中常见的能量形式。
通过学习这些能量形式的知识点和例子，我们可以更好地理解和利用它们。
除了上述的化学能和电能知识点和例子，还有一些其他与化学能和电能相关的知识值得了解。
首先是能量转换和守恒定律。
能量转换是指将一种形式的能量转换为另一种形式的能量，例如电能转换为热能。
根据能量守恒定律，能量在任何时候都不能被创造或破坏，只能从一种形式转换为另一种形式。
化学能与电能1和2
• 8. X，Y，Z都是金属，把X浸A Z的硝酸溶液中， X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。 X，Y，Z三种金属的活动性顺序为( C) • A．X>Y>Z B．X>Z>Y • C．Y>X>Z D．Y>Z>X • 9.对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当 导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化 是( ) A • ①锌片溶解了32.5 g②锌片增重32.5 g③铜片 上析出l g H2 ④铜片上析出1 mol H2 • A．①和③ B．①和④ • C．②和③ D．②和④
4.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组 成原电池时，锌为负极，此金属是( BD ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
5.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时， 电解质溶液的 PH( C ) A.不变 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小
3.电极反应及电子流向
必发生 失电子 的氧化 反应
（1）概念:把化学能转变为电能的装置——原电池
本课小结
（2）原电池的构成条件 ①活泼性不同的两种金属（或一种金属和另一 种非金属导体）做两个电极。 ②电解质溶液。 ③构成闭合回路（电极用导线连接，插入到电 解质溶液中）。 ④是自发进行的氧化还原反应 （3）原电池两极的确定 （4）原电池的工作原理（负极发生氧化反 应；正极发生还原反应）
思考：原电池有正极和负极，据电子流向区分：
失去电子 （电子流出）的电极为 负极
得到电子（电子流入）的电极为
电子由 负 极流向正极 极； 电流由 正 极流向 负 极极。
高一化学能和电能知识点
高一化学能和电能知识点在高一化学学习中，了解并掌握能和电能的知识点是非常重要的。
本文将从能的概念、能的种类、能的转化以及电能的相关知识等方面进行介绍。
一、能的概念能是一种物质或物体所具有的产生变化的能力。
能存在于不同的形式，包括热能、光能、声能、电能等。
能是宇宙中永恒存在的，可以相互转化，但总能量守恒。
二、能的种类1. 热能：物体的内能和温度相关，温度越高，热能越大。
2. 动能：物体由于运动而具有的能量，在物理上表示为1/2mv^2，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
3. 电能：电流通过导体时所具有的能量。
4. 光能：由光激发或者传播带来的能量。
5. 化学能：物质在化学反应中可释放的能量。
6. 核能：原子核中质子和中子之间的结合能。
7. 位能：物体由于位置的不同具有的能量，如重力势能等。
三、能的转化能可以相互转化，其中最常见的为动能和势能的相互转化，如物体从较高位置下落时，势能转化为动能；物体上升时，动能转化为势能。
能也可以通过其他方式进行转化，如：1. 热能可以转化为机械能，如蒸汽机的工作原理。
2. 化学能可以转化为热能和电能，如电池的工作原理。
3. 光能可以转化为电能，如太阳能电池的原理。
四、电能电能是一种很重要的能量形式，广泛用于日常生活和工业生产。
以下是关于电能的相关知识点：1. 电能的生成：电能是通过带电粒子（如电子）在电场中的运动来产生的。
当电子从高电位移动到低电位时，电能被释放。
2. 电能的传输：电能可以通过导线传输，导线中的自由电子在电场作用下形成电流，电能随之传输。
3. 电能的利用：电能可以驱动电器设备进行工作，提供照明、加热、通信和驱动机械等功能。
4. 电能的转化：能够将电能转化为其他形式的能量，如发电厂将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
总结：在高一化学学习中，能和电能是重要的知识点。
能的概念、种类和转化方式需要掌握，电能作为一种重要的能量形式需要了解其生成、传输、利用和转化等方面的知识。
2020化学新人教必修：化学能转化为电能含解析
(2)将稀硫酸换作硫酸铜溶液、也可以形成原电池、产生电流。
锌为负极、发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋、铜为正极、发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu、总反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
(3)酒精是非电解质、此时不能构成原电池、因此不能产生电流。
【点拨提升】
1．原电池的工作原理
(1)反应类型：负极发生氧化反应、正极发生还原反应。
(2)电子的移动方向：负极流出、经导线流向正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向正极移动、阴离子向负极移动。
2．原电池的判断方法
3．原电池正负极的判断方法
易错提醒(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属、正极材料可以为导电的非金属、例如石墨。
两极材料可能参与反应、也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接、共同插入电解质溶液中不一定构成原电池、必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时、既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液性质。
如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中、负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中、负极为Al、正极为Mg。
【典题例证1】在如图所示装置中、观察到电流表指针发生偏转、M棒变粗、N棒变细、
P为电解质溶液。
由此判断下列M、N、P所代表的物质可以成立的是( )
解析经分析可知该装置是原电池、其中M棒作正极、有金属单质析出、N棒作负极、失电子溶解。
A项、锌、铜、稀硫酸构成原电池、则锌是负极、M棒变细、A项错误；B项、铁、铜、稀盐酸构成原电池、M棒上无金属单质析出、B。
化学能与电能课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
即原电池的总反应
下列各种情况是否形成了原电池？
G
G
Fe
Ag Mg
Al
Zn
Cu
盐酸
A
G
Zn
Cu
CuSO4溶液
B
Zn
Cu
蔗糖溶液
D
H2SO4
E
盐酸
C
生铁
盐酸
F
装置是否为原电池的判断方法
练习
[例] 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组成原电池时，Y是电池的负极。 X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ( C) Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
原电池
4、原电池的应用
④金属因发生原电池反应而腐蚀 ——金属防护问题
如何避免轮船船身被腐蚀，延长 其寿命？ 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部 分，装有一定数量的锌块，请解释原因
外 电子流向：负极 沿导线 正极
电
路 电流方向：正极 沿导线 负极
内 阳离子 正极
电 路
阴离子
负极
锌铜原电池的工作原理
负极（Zn） Zn - 2e- === Zn2+
工作原理 （反应方程式）
正极（Cu）
2H+ + 2e- === H2↑
总反应离子方程式： Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
原因：轮船的船身一般是用铁做的， 装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此 时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而 铁作为正极被保护起来不受腐蚀。
化学能转化成电能好全解
？
电 能
?
1、原电池定义:把化学能直接转化 为电能的装置。
实验现象： 锌片上有气泡产生而铜片 上没有,锌片逐渐溶解.
实验现象：
1. Cu片上有气泡产生 并更剧烈 2.电流计指针发生偏转. 思考 : 锌片不断溶解. 3.
1.溶液中c(H+)如何变化? 2.写出锌片和铜片上变化的离子方程式,并指 出反应类型. Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应）
实验现象：
1.Cu片上有气泡产生 更剧烈. 2.电流计指针发生偏转. 3.锌片不断溶解.
思考: 1.溶液中c(H+)如何变化?
2.写出锌片和铜片上变化的离子方程式,并指 出反应类型.
3、原电池工作原理：
失e-，沿导线传递，有电流产生
负极
阳离子
正极
电解质溶液 阳离子
Cu-Zn原电池的工作原理
电子沿导线传递，产生电流
实验
有电流产生
一.化学能转化为电能
1、原电池定义:把化学能直接 转化为电能的装置。
原电池的原理： 氧化还原反应
电极反应
负极：Zn－2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑ （还原反应） (离子方程式） 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（不可以）
形成条件一：活泼性不同的两个电极 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、碳棒等
第一组实验
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
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↑
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Cu
FeCl3
Fe
C
Fe(NO3)3
Ag
Fe2(SO4)3
形形色色的电池
干电池
碱性电池
蓄电池 锂离子电池
燃料电池
“震动动力充电电池” 尿液充电的电池
勺水充电
三 维 纳 米 结 构 电 池
二、发展中的化学电源 1、干电池（-）Zn | NH4Cl | C（+）
正极： 2O2 + 8e- + 4H2O ＝ 8OH负极：CH4+10OH-−8e-＝CO32-+7H2O 总反应：CH4+2O2+2OH-＝CO32-+3H2O
要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添 加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。
携手共进，齐创精品工程
Thank You
2、比较金属的活动性强弱
讨论1：有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流方向为
D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀硫入稀硫酸溶液中，D极发生氧化
Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应 2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应
Zn+2H+=Zn2++ H2↑
电子流向： 电子由锌片经外电路流向铜片（负极流向正极）
① 负极上还原性较强的物质失去电子发生氧化反应，
② 电子从负极经外电路流向正极， ③ 正极上氧化性较强的物质得到电子发生还原反应。
（3）组成原电池的条件：
⑤导电介质： 可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。
⑥高效、环境友好。
（1）氢氧燃料电池：
（-）Pt(H2) | H2SO4 | Pt(O2)（+） 负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ 正极：O2 + 4e- + 4H+ ＝2H2O 总反应：2H2 + O2 ＝ 2H2O
思考：若介质为碱性环境呢？
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（石墨）： 2H++2e - = H2 ↑ 总反应: Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ↑
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
Z
G
C
n
F
G
Fe
e
①
②
Zn
G
Cu
G
F
Cu
e
③
④
⑤
1、根据Zn+Cu2+ = Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池， 当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是(D )
A.镁 B.石墨 C.铝 D.铅
2、用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的
反应是( D ) A.2H++2e- = H2
原电池电极反应式的书写注意事项
（1）负极发生氧化反应，正极发生还原反应 （负氧正还）。
（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边 添加H+、OH—、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。 （3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
练习 教材p45 5题
（2）甲烷燃料电池：
讨论：有人用铂作电极，稀硫酸作电解质溶液，又从两电极分别
哪个更快？
原电池的负极被 腐蚀得更快。
例如钢铁的腐 蚀。
你感受到作为正极，铁被 原电池的金属
保护了吗？
正极被保护。
4、设计原电池
已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、 还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被 氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极 上被还原。
根据反应设计原电池，你有哪些可行方案?
思考：若转移2 mol e-,消耗多少H2SO4？ 负极板质量呢？
特点：①可逆向进行，即充电； ②电解液酸性减弱
讨论：人造地球卫星用到一种高能电池——银锌蓄电池，其
电池的电极反应为：Zn +2OH－－2e -=ZnO +H2O， Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是（ B ） A、负极，并被氧化 B、正极，并被还原
C．该电池负极材料为金属锂
D．锂电池的使用寿命长的原因之一是锂的摩尔质量小，
单位质量的电极材料所能转换的电量(比容量)大
3、燃料电池：
①原理： 将燃料和氧化剂(如:O2)反应所放出的化学能转化为电能。
②反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂。
③两极材料：惰性材料，只具导电性。
④两极判断： 负极：通入燃料气的一极 正极：通入O2或空气的一极
请判断此电池中，负极上发生反应的物质是（ D ）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
2、根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极
3、根据电子或电流流动方向（外电路）：
e
e
电子从负极流出 沿导线 流入正极 电流从正极流出 沿导线 流入负极 4、根据离子的定向移动（内电路）
通CH4和O2，形成燃料电池，该电池中通入甲烷的
铂为 负 极，发生的电极反应是 CH4 - 8e- + 2H2O ＝ 8H+ + CO2， 正极的电极反应式是 2O2 + 8e- + 8H+ ＝4H2O ，
反应的总化学方程式是 CH4 + 2O2 ＝ CO2 + 2H2O
。
思考：若介质为碱性环境呢？
实验探究二-原电池构成的条件之一
不能
活泼性不同 的两个电极
能
能
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、
石墨等
实验探究二-原电池构成的条件之二
能
不能
电极必须插在电解质溶液中
实验探究二-原电池构成的条件之三
能
不能
两极相连形成闭合回路
实验探究二-原电池构成的条件之四
A
Zn
Cu
A
Ag
Cu
H2SO4
反应。
据此，判断四种金属的活动性顺序是( )
A．A>B>C>D
B．A>C>D>B
C．C>A>B>D
D．B>D>C>A
随堂练习 教材p45 2题
3、金属的腐蚀和保护
锌片插入稀硫酸中，被腐 蚀。（化学腐蚀） 锌片在锌,铜（稀硫酸） 原电池中作为负极，也被 腐蚀。（电化学腐蚀）
分析锌,铁（稀硫酸）原 电池中的电极反应。
世界触手可及
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
5、根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2 Fe+Cu2+=Fe2++Cu
（负极）（在正极）
6、负极往往会溶解，正极往往会产生 气泡或者增重
原电池原理的应用
1、加快氧化还原反应速率 因为形成原电池后 ，氧化反应和还原反应分别
在两极上进行，使溶液中的粒子在运动时相互间的 干扰减小，反应速率加快。 如：实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，粗 锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，使产生氢气 的速率加快。它产生H2的速率快。
负极（锌筒）： Zn − 2e-＝Zn2+ 正极（石墨棒）： 2NH4++2e- +2MnO2= 2NH3+Mn2O3+H2O
总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl =ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3 +H2O
2、充电电池（二次电池）
（1）铅蓄电池：(-)Pb | H2SO4 | PbO2(+) 负极(Pb)：Pb+SO42-−2e-＝PbSO4 正极(PbO2) ： PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O 总反应方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O
练习
请同学们根据原电池的原理，指出下列 原电池的正极与负极分别是什么？写出电 极反应方程式和总反应方程式。
原电池电极名称的确定方法
1、根据电极材料的性质确定。 通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、 金属氧化物是正极。
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它 的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2
C、负极，并被还原 D、正极，并被氧化
（2）锂电池 P43
特点：① “绿色”；② 容量大； ③ 电解液中不能有水
讨论：心脏起搏器中使用的新型Li — I2电池的反应可简化为： 2 Li ＋ I2 = 2 LiI，下列说法中不正确的是 （ B ） A．负极反应式为：Li－e－ = Li＋
B．该电池以含Li＋的水溶液为电解质
负极
正极
（-）Pt(H2) | KOH | Pt(O2)（+） （Pt）
（Pt）
负极：2H2 + 4OH-− 4e-＝ 4H2O 正极：2H2O + O2 + 4e-＝ 4OH总反应：2H2 + O2 ＝ 2H2O
正极写法：
碱性/中性： O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-