第六章电化学能量转换和贮存

高三化学鲁科版精品讲义第6章第19讲-化学反应与能量转换-电能转化为化学能—电解

(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是
特别提醒
一般情况下，离子按上述顺序放电，但如果离子浓度相差十分悬殊，离子浓度大的也可以先放电。如理论上H＋的放电能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋) ≥c(H＋)，则先在阴极上放电的是Fe2＋或Zn2＋，因此阴极上的主要产物为 Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不会在阴极上放电的。
含氧酸盐(如 _＋__2_H__2_O
KNO3、 Na2SO4)
阴极：_4_H_＋__＋__ __4_e_－_=_=_=__2_H_2_↑_
H2O
_2_H__2_O__ _=_通=_=_电=_=__ _O__2_↑__＋_
_2_H__2_↑__
增大
不变加_H_2_O__
电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。
无氧酸 _2_e_－_=_=_=__C_l2_↑___ (如HCl)，
酸
2HCl =通==电==
阴极：2_H__＋_＋___ 除HF外 _2_e_－__=_=_=_H_2_↑___
H2↑＋Cl2↑
浓度减小
pH 复原通入_H_C__l
增大气体
不活泼金属阳极：_2_C_l_－_－__ 的无氧酸盐 _2_e_－__=_=_=_C_l_2↑___ 盐 CuCl2 =通==电==Cu 减小 (如CuCl2)，阴极：C__u_2＋__＋__ ＋Cl2↑ 除氟化物外 _2_e_－_=_=__=_C_u___
Cl2↑＋
生成新电解质

2020新教材高中化学第六章化学反应与能量6.1.2化学反应与电能课件新人教版第二册

实验后的记录：
①Zn 为正极，Cu 为负极。 ②H＋向负极移动。 ③电子流动方向，从 Zn 经外电路流向 Cu。 ④Cu 极上有 H2 产生。 ⑤若有 1 mol 电子流过导线，则产生 H2 为 0.5 mol。 ⑥正极的电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋。 A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
(5)构成原电池的条件理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。 ①两个活泼性不同的金属 (或一个为金属，一个为能导电的非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路。
二、常见的化学电源 1．干电池干电池是一种一次性电池，放电后不能再充电。
2．充电电池充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 ①铅酸蓄电池 ②镍氢电池 ③锂离子电池
答案：B
[提升 1] 写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子反应的，用离子方程式表示)。
负极正极电解质溶液
(1) 铁铜稀硫酸
(2) 铜银 AgNO3 溶液 (3) H2 O2 KOH 溶液 (1)负极：F__e－__2_e_－_=_=__=_F_e_2＋____________；正极：___2_H_＋_＋__2_e_－_=_=_=_H__2_↑_________；总反应式：_F_e_＋__2_H_＋_=_=_=__F_e_2＋_＋__H__2↑__________。
3.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如右图)，下列有关说法不正确的是( )
A．Zn 是负极 B．Cu 是正极 C．负极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应
答案：D
4．由锌、铜、稀硫酸构成的原电池，所发生反应的离子方程式为( )

高中化学第六章化学反应与能量 6.1.2 化学反应与电能课件第二册高一第二册化学课件

状元随笔干电池是一次性电池，放电之后不能充电，即
内部的氧化还原反应是不可逆的；充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态；燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等，这时电池起着类似于试管、烧杯等反应器的作用。
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2．充电电池充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 ①铅酸蓄电池 ②镍氢电池 ③锂离子电池
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3．燃料电池 (1)原理：利用原电池工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。
答案：B
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[提升 1] 写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子反应的，用离子方程式表示)。
负极正极电解质溶液
(1) 铁铜稀硫酸
(2) 铜银 AgNO3 溶液 (3) H2 O2 KOH 溶液 (1)负极：F__e－__2_e_－_=_=__=_F_e_2＋____________；正极：___2_H_＋_＋__2_e_－_=_=_=__H_2_↑_________；总反应式：_F_e_＋__2_H_＋_=_=_=__F_e_2＋_＋__H__2↑__________。
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学考评价 1．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是( ) A．碱性锌锰电池 B．手机用锂电池 C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池
答案：A
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第六章化学反应能量电化学基础63课件.ppt

确的是
()
A．断开 K2，闭合 K1 时，总反应的离子方程式为 2H＋＋ 2Cl－=通==电==Cl2↑＋H2↑
B．断开 K2，闭合 K1 时，石墨电极附近溶液变红 C．断开 K1，闭合 K2 时，铜电极上的电极反应式为 Cl2＋ 2e－===2Cl－ D．断开 K1，闭合 K2 时，石墨电极作正极
金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。示意图如下：
4．电冶金
金属冶炼：Mn＋＋ne－===M。
(1)电解熔融的氯化钠冶炼金属钠：
①阳极反应： 2Cl－－2e－===Cl2↑ 。
(2)钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
类型水膜性质负极反应
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
酸性较强
酸性很弱或呈中性
Fe－2e－===Fe2＋
正极反应
2H＋＋2e－===H2↑
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
其他反应及产物
普遍性
Fe2＋＋2OH－ ===Fe(OH)2
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
(1)判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
(2)书写电解化学方程式时，应看清是电解的水溶液还是熔融电解质。
(2012 年安徽理综)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实
验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一段时间后，
断开 K1，闭合 K2，发现电流表 A 指针偏转。下列有关描述正
(2013 年江西省丰、樟、高、宜四市联考)两串联的电解池，

电化学原理第六章(2014)(1)

6.2 电子转移步骤的基本动力学参数
• 交换电流密度j0
• 交换电流密度与电极反应的动力学特征
• 电极反应速度常数K
i 0 nF K cO i 0 nF K c R
nF i i exp RT nF 0 i i exp RT
第六章电子转移步骤动力学
重点要求
• 稳态电化学极化规律 • 电子转移步骤的基本动力学参数及其稳态测量原理 • 电化学极化与浓差极化共存时的动力学规律
第六章电子转移步骤动力学
• 电子转移步骤(电化学反应步骤)系指反应物质在电极／
溶液界面得到电子或失去电子，从而还原或氧化成新物
质的过程. • 这一单元步骤包含了化学反应和电荷传递两个内容，是
•
OO：脱水化膜自
， Ag
溶液逸出时的位能变化；， • RR ：Ag 自晶格中逸出的位能变化； G 0 Ag • RAO：在相间转移的位能曲线； R
O
*
R*
A
G 0
O
d
x
界面电场对活化能的影响
G G nF
0
G
0
G
0
G
G
G G nF
6.1 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响
• 电极电位对电子转移步骤活化能的影响
• 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响
二. 电极电位对电化学反应速度的影响
设：电化学反应步骤为控制步骤，此时
c c
s i
0 i
传质处于准平衡态
由化学动力学知：根据Frarday定律得：
G i nF kcO exp RT
0

物理化学B-第六章-电化学

2
2
这样做的好处是：
1mol任何物质（离子、电解质或者其他物质）均涉及均为 6.023×1023e的电量，约合96500 C。
6.2 离子的电迁移
1. 离子的电迁移率（ionic mobility）
电解质电离离子B 离子D
则离子B的电迁移速度 B = f(E, T, p, c, B本性，D本性)
金属(第一类导体)和电解质溶液(第二类导体)的导电机理不同
2. 电解质溶液的导电机理电解CuCl2溶液
① 离子电迁移(物理变化) e-
E
e-
② 电极反应(化学变化)
Pt
Cu
阳 Cl- Cu2+ 阴
极
极
CuCl2溶液
离子的电迁移
电极反应：在电极与溶液的界面处所发生的氧化或还原反应。 Pt阳极（正极）： 2Cl Cl 2 2e Cu阴极（负极）： Cu 2 2e Cu
a＝(0.73×0.01587)3＝1.556×10-6
北京摇号购车(2011-) 新能源车今年指标2万个，申请者不足2 万将直接配给.
三、电化学研究内容
既包括热力学问题，也包括动力学问题。
1. 电解质溶液及其相关理论 2. 电化学平衡 3. 电极过程动力学 4. 应用电化学
6.1 电解质溶液的导电机理和Farady定律
1. 电解质溶液：电池和电解池的重要组成部分
➢合理近似：在弱电解质溶液和难溶盐溶液 uB ≈ uB∞
6.3 电解质溶液的导电能力
(Conductivity of electrolyte solution)
导电能力决定于：（1）离子(电荷) 数目N；（2）uB 对金属导体，习惯用电阻R表示导电能力：

高三化学一轮复习第六章第3讲化学能转化为电能电池鲁科版

金属被氧化的过程
较活泼的金属被氧化. 的过程
相互两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严
关系
重
精选课件
(2)电化腐蚀的两种途径比较(以钢铁生锈为例)
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
金属表面水膜呈弱酸性、中性或碱性.
金属表面水膜酸性较高.
电极
正
反
应负式
O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ 2Fe―→2Fe2＋＋4e－
第3讲化学能转化为电能——电池
精选课件
1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。最新 3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。
1.原电池的工作原理分析，尤其是带盐桥的原电池装置。
2.根据所给自发进行的反应设计原电池，并能绘制装置图。热点定位 3.了解常用化学电源的构造及新型电源的工作原理。
2H＋＋2e－―→H2↑ Fe―→Fe2＋＋2e－
电池反应式 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
Fe＋2H＋===Fe2＋＋ H2↑
精选课件
2.金属的防护 (1) 改变金属的组成结构，如不锈钢。 (2) 在金属表面覆盖保护层，如电镀、喷漆。 (3)电化学保护法：① 牺牲阳极的阴极保护法；
② 外加电流的阴极保护法。
精选课件
精选课件
1．(2009年广东高考)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有 Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(多选)( )
A．锡青铜的熔点比纯铜高 B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【解析】合金的熔点比成分金属的低，A错；金属的电化学腐蚀属于化学反应，D错。【答案】 BC

高中化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能电解课件鲁教版

点一电解原理
[基础自主落实]
2．电解池 (1)概念：电解池是把电能转变为化学能的装置。
第三页，共46页。
(2)电解池的构成条件 ①有外接直流电源。 ②有与直流电源相连的两个电极。 ③形成闭合回路。 ④电解质溶液或熔融电解质。 (3)电解池中电子和离子的移动 ①电子：从电源负极流出后，流向电解池的阴极；再从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。
第 2 节电能转化为化学能——电解
考点
(kǎo diǎn)一考点
(kǎo d考iǎ点n)三二
电解(diànjiě)原理
电解原理的应用突破电化学定量计算的三种方法
课堂小结一题串知
课后检测演练提能
以“饱和食盐水的电解”为载体串联电解原理的相关知识
课时跟踪检测(二十二)
第一页，共46页。
1.了解电解池的工作原理。 2.能写出电极反应和电解反应方程式。
HCl CuCl2
阴：4H＋＋4e－ ===2H2↑
阳：4OH－－4e－ ===2H2O＋O2↑
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
增大增大增大减小
加水加水
增大不变加水
减小增大通氯化氢
减小
加氯化铜
第十七页，共46页。
类型
电解质
电解质溶
实例电极反应特点浓度
pH
液复原
放H2 NaCl 生碱型
通电 2H2O=====I2＋H2↑＋2KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由
于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞，溶液变为红色。因为产生

新人教版高一化学必修第二册第六章第一节《化学反应与能量变化》第3-5课时化学能与电能教学课件

负极：Fe－2e-＝Fe2+
⑤ (√)
正极： Cu2++2e-＝Cu
总反应：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
7、原电池工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+ Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（氧化反应）（还原反应）
(x)
SO42—
H+
H+
H+
H+
SO42－
(x)
练习1. 下列装置中能够组成原电池产生电流的是( B )
解析 A项，两个电极都是Cu，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Zn、Cu两个电极分别置于两个分离的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。
(2)Al-Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓HNO3，则Cu作负极。
原电池正、负极判断
6、原电池电极反应式的书写
电极反应式的一般书写程序:
负极：还原剂—ne- = 氧化产物
正极：氧化剂 + ne- = 还原产物
明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反应式。再根据质量守恒和电荷守恒配平。
(2)在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌吗？
答：电子只能在两极和外电路中流动，不能进入溶液，在溶液中是阴阳离子的定向移动。
(3)原电池内部阴、阳离子是如何移动的？原因是什么？答：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近阴离子数目相对增多，带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极

电化学能量储存技术在电力系统中的应用

电化学能量储存技术在电力系统中的应用随着现代社会对电力的需求不断增长，电力系统的稳定运行变得尤为重要。

然而，由于可再生能源的不稳定性和波动性，传统的电力系统面临着供需不平衡、频率和电压波动等问题。

为了解决这些问题，电化学能量储存技术应运而生。

本文将探讨电化学能量储存技术在电力系统中的应用，包括储能技术的种类、其在电力系统中的角色和优势等。

一、电化学能量储存技术的种类1. 蓄电池技术蓄电池是最常见的电化学能量储存设备之一。

它通过将化学能转化为电能来储存和释放能量。

常见的蓄电池技术包括铅酸电池、锂离子电池、钠-硫电池等。

这些蓄电池技术具有储能密度高、寿命长、无污染等优点，因此在电力系统中得到广泛应用。

2. 储氢技术储氢技术是将电能转化为氢能并进行储存的一种电化学能量储存技术。

储氢技术主要包括水电解制氢和可逆燃料电池等。

水电解制氢利用电能将水分解为氢和氧，氢气可用于燃料电池发电或作为燃料储存，具有可再生、环保等优势。

3. 超级电容器技术超级电容器是一种高容量、高功率的电化学储能设备。

与传统蓄电池相比，超级电容器具有充放电速度快、循环寿命长等特点。

在电力系统中，超级电容器常被用作短期能量调节储备设备，能够快速响应电网频率和电压的变化。

二、电化学能量储存技术在电力系统中的角色1. 平衡供需关系可再生能源的不稳定性给电力系统的供需关系带来挑战。

而电化学能量储存技术可以通过存储过剩的电能，以平滑供电峰谷、调节负载需求，从而实现供需的平衡。

通过储能技术，将多余的电能转化为储能，再在需求高峰时释放能量，从而缓解电力系统的压力。

2. 提高电力系统的灵活性电化学能量储存技术在电力系统中的应用，可以提高电力系统的灵活性。

传统的电力系统主要依赖于基础燃煤、水电等发电设备，而储能技术的引入可以使电力系统更加柔性，减少对传统发电设备的依赖。

在可再生能源占比逐渐增加的情况下，储能技术可以作为一个重要的支撑系统，平衡电网的供需关系。