第六章电化学基础
化学反应与能量 电化学
化学(广东专版)
第一节
化学反应与热能
回 扣 主 干 知 识
2．化学反应的过程与能量
提 升 学 科 素 养 演 练 知 能 检 测
突 破 核 心 要 点
3．焓变 在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为 ΔH ，单 位是 kJ/mol 。
化学(广东专版)
第一节
化学反应与热能
4．放热反应与吸热反应的比较
提 升 学 科 素 养 演 练 知 能 检 测
突 破 核 心 要 点
答案：C
化学(广东专版)
第一节
化学反应与热能
3．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知
回 扣 主 干 知 识
断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a
kJ/mol、P—O b kJ/mol、P===O c kJ/mol、O===O d
回 扣 主 干 知 识
说法正确的是
(
)
A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应 B．1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量 小于270 kJ C．在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量 D．该反应中的能量变化可用下图来表示
突 破 核 心 要 点
提 升 学 科 素 养 演 练 知 能 检 测
C．镁与稀盐酸反应 D．熟石灰与NH4Cl晶体混合制氨 解析：在题中给出的四个选项里，吸热的是A、D。但 A是物理变化，所以答案为D。 答案：D
化学(广东专版)
第一节
化学反应与热能
2．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ/mol，下列
提 升 学 科 素 养 演 练 知 能 检 测
第六章电位分析法
即 N 3 O k R F l5 % n T N 3 O S 4 2 O k R F lk n N T 3 ,S O 4 2 O S 1 2 4 2 O
则
1
5 % k NO
3
NO
3 , SO
2 4
2
SO
2 4
k＋ RT zF
ln M
SCE
SCE为常数与k合并，则
E池＝常数
RT zF
ln
M
这就是离子选择电极测量离子活度的原理，若浓度很小，且溶液离子
强度一定，则：E池＝常数
RT nF
ln
CM
6.4 离子选择电极的性能参数
IUPAC曾推荐了离子选择电极性能参数的定义和测定方法。 一、检测限与响应斜率 1、响应斜率
响应范围， CD 段的斜率即
为电极的实际响应斜率
：
S 实 ＝ tg
当实测斜率与理论斜率
基本
一致时，就称该电极具
有能
斯特响应。
2、检测限
离子选择电极能够检测被测离子的最低浓度称为电极的检测限，是离子选择 电极的重要性能指标之一，是灵敏度的标志。
IUPAC规定：标准曲线偏离线性18/n（25℃）mV处离子的活度称为检测下 限，如图中A’点。
M＝k
RT zF
ln(i
k pot i, j
z
j m)
式中，kip, oj t为电位选择性系数，它 表征了共存离子 J对响应离子 I干扰的程度，有
kip, oj t＝
i z
( j ) m
其物理意义是：在相同
条件下，提供相同电位
的欲测离子活度
2014年高考一轮化学(人教版)：第6章 化学反应与能量 电化学 第3节
(2)电镀 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他 金属或合金的方法，也用在金属的精炼上。如电镀铜或电 解精炼铜时：
待镀金属或精铜 阴极 两极材料 阳极 粗铜
－===Cu2＋ Cu － 2e 阳极 电极反应 2＋＋2e－===Cu Cu 阴极
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基础知识回扣
热点考向聚焦
归纳总结探究
巩固提升训练
活 页 作 业
[提示](1)阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
(2)用Cu作阳极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ 用石墨作阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)不能，因为AlCl3不是离子化合物。
归纳总结探究
巩固提升训练
活 页 作 业
1 ．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )
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解析： A 、 B 、 D 可构成原电池，从而加速铁的腐蚀， C 中 铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池，不易被腐蚀。 答案：C
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一、电解原理 1.(1) 电解过程中，电解质溶液中的阴阳离子向哪个电极移
动？
(2) 分别用 Cu 、石墨作阳极，石墨作阴极，电解 CuCl2 溶 液，阳极反应一样吗？ (3)能用电解熔融AlCl3的方法制备金属铝吗？
邳州市第二中学高三化学复习第六章第2讲原电池化学电源课件
基础再现·深度思考
第2讲
3．二次电池(可充电电池) 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 Pb，正极材 料是 PbO2。 (1)放电时的反应 2 ①负极反应： Pb－2e－＋SO 4 ===PbSO4
－ ＋ ②正极反应：PbO2＋2e ＋4H ＋SO 4 ===PbSO4＋2H2O
2
③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
基础再现·深度思考
深度思考 3．铅蓄电池是典型的可充电电池， 它的正负极极板是惰性材料， 请回答下列问题(不考虑氢、氧 的氧化还原)： (1)电解液中H2SO4的浓度将变____； 当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加
第2讲
__________g。 (2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按上图连接，电解 一段时间后，则在A电极上生成________，B电极上生成 ____________，此时铅蓄电池的正负极的极性将_____。
基础再现·深度思考
解析
第2讲
(1)放电时为原电池，正极为 PbO2，其电极反应式为
PbO2＋4H＋＋SO2－＋2e－===PbSO4＋2H2O。 从电池总反应式 4 可知，随着电池放电，H2SO4 不断被消耗，因此，其浓度逐 渐变小；由 Pb＋SO2－－2e－===PbSO4 可知，当外电路通过 1 4 mol e－时，理论上负极板由 0.5 mol Pb 变为 0.5 mol PbSO4， 即质量增加 96 g· －1×0.5 mol＝48 g。 mol
规律方法·解题指导
第2讲
解析 分析反应的化合价变化，可得Li失电子，被氧化，为 还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。 (1)负极材料为Li(还原剂)，Li－e ===Li ；
电化学原理知识点
电化学原理第一章绪论两类导体：第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。
第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。
三个电化学体系：原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。
电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。
腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
阳极：发生氧化反应的电极原电池（-）电解池（+）阴极：发生还原反应的电极原电池（+）电解池（-）电解质分类：定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。
分类：1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型水化数：水化膜中包含的水分子数。
水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数：活度：即“有效浓度”。
活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
规定：活度等于1的状态为标准态。
对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。
离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为：注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。
电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。
符号为G ，单位为S ( 1S=1／Ω)。
影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。
当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。
与 K 的关系：与 的关系：当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。
电化学原理知识点
电化学原理知识点————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电化学原理第一章 绪论两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。
第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。
三个电化学体系：原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。
电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。
腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类：定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。
分类：1.弱电解质与强电解质—根据电离程度2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。
水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。
可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。
活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。
规定：活度等于1的状态为标准态。
对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。
离子强度I ：离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。
电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。
符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。
影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。
第六章4节化学电源
锂离子电池特点：
•能量密度高，是镍镉电池的2~3倍，镍氢电池 的1~2倍 •工作电压高，是镍镉、镍氢电池的3倍 •体积小，比镍氢电池小30%
•质量轻，比镍氢电池轻50% •无记忆效应 •无环境污染 •寿命长
24
6.4.3 燃料电池
以氢氧燃料电池为例说明燃料电池的工作原理：
5
碱性锌锰电池
电池符号: (-)Zn|KOH(7~9mol· dm-3) | MnO2 | C(+) 电极反应： (-)Zn(s) +2OH-(aq)= ZnO(s)+H2O(l)+2e(+)MnO2(s)+ 2H2O(l) +2e-=Mn(OH)2(s)+ 2OH(aq) 电池反应:
6
碱性锌锰电池用途
适用于电动玩具、剃须刀、 录放机、照相机等新型高功率电 器具。
7
2.锌汞电池
8
锌汞电池可用下式表示：
(-)Zn|Zn(OH)2 |KOH(含饱和ZnO) | HgO | Hg | C(+)
放电电极反应：
(-) Zn(汞齐) +2OH-(aq)= Zn(OH)2(s)+2e(+)HgO(s)+ H2O(l) +2e-=Hg(l)+ 2OH-(aq) 电池反应:
电池反应: 2Li(s)+ Ag2CrO4(s)= Li2CrO4(s) + 2Ag(s)
可用于微电流工作的仪器设备中。
11
6.4.2 蓄电池
蓄电池:是在放电后借助外加直流电源使电
池中的电化学反应逆向进行，使电池重新恢复
到放电前的状态。因而这类电池可以多次反复
使用，故又称为二次电池。
电位分析法.
H2
H2
盐酸
镀铂黑 铂电极
图5－3 标准氢电极示意图
电极反应为：
2H
2e H 2
（铂电极只起导体的作用，不参于电 极反应）
并且规定：在任何温度下标准氢
电极的电极电位都为零。
对任一给定电极，将其与标准氢电 极组成一原电池，测定电池的电动
势。在已消除液接电位的前提下，
测得的电动势即是该电极的电极电 位。这种标度电极电位的规定就是
（I）
HCl稀 H+
Cl
（III） KCl K+ K+ Cl Cl （b）
（II） HCl浓 H+
Cl
（a）
图5－4 液接电位的形成及消除示意图
液接电位的大小主要受两溶液的
pH值之差、离子的种类和浓度的影响。
液接电位通常可达30～40（mV），
往往难以准确计算和测量。所以，在实 际工作中要设法将液接电位减小到可以
反之则为“负”，如锌电极。
实际工作中，并不采用SHE作为标准
电极去测定其它电极的电极电位。因 为氢电极的装置和纯化比较复杂，而
且对外界条件十分敏感，所以使用很
不方便。为此，往往采用一些结构比 较简单、电位值稳定的电极来代替。
首先，将这种电极与标准氢电极组成
电池，准确测定其电极电位；然后， 再用它作为标准电极来测定其它电极
以Cu电极为例，Cu2+在溶
液相中不很稳定，这时溶
液中的Cu2+进入金属相中， 使金属相带正电。溶液中
由于少了正离子而显示出
带负电，在金属与溶液的
界面上形成了双电层
Cu2+ 电极电位形成示意图
由于双电层的建立，使溶
(人教版)2020高考总复习 化学：第六章 第2讲 原电池 化学电源
21
考点一
考点二
5.（天津理综）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子 通过，下列有关叙述正确的是（ ）
22
考点一
考点二
A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后，甲池的 c（SO24－）减小 C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
。
答案 （1）减小 减小 （2）减小 增大
33
考点一
考点二
2.（课后习题改编）某蓄电池反应式为 Fe＋Ni2O3＋3H2O 下列推断中正确的是（ ）
Fe（OH）2＋2Ni（OH）2。
①放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极 ②充电时，阴极上的电极反应式是Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－ ③充电时，Ni（OH）2为阳极 ④蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中
7
考点一
考点二
1.在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀H2SO4反 应时加入少量CuSO4溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀H2SO4足 量时，产生H2的物质的量要减少。
2.把一个氧化还原反应拆写成两个电极反应时，首先要写成离子反应，要注意通过 电荷守恒与原子守恒把H＋、OH－、H2O分解到两个电极反应中。
25
考点一
考点二
考点二 化学电源 （频数：★★★ 难度：★★★）
名师课堂导语 化学电源知识是电化学中的难点，是我们高考热点题型新型化 学电源的知识源头，特别是燃料电池与充电电池更是重中之重，要熟练掌握介质对 半反应的影响及充电电池四个电极的关系。
26
考点一
考点二
1.一次电池 （1）碱性锌锰干电池（图一）
6.1.2化学反应与电能教学设计+2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
第六章第一节化学反应与能量变化第 2课时化学反应与电能一、教材分析本节课是以人教版教材《化学必修 2》第六章第一节“化学反应与能量变化”中的第二课时“化学反应与电能”为教学内容进行设计的。
本节是电化学基础知识，也是本章关键内容。
融合了氧化还原反应、能量转换、原电池原理应用、电解质溶液、金属活泼性和物理中电学等知识等，综合性较强。
学好本节内容有利于学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、等知识联络起来知识网络，又对选修中“电解池”内容进行铺垫，起到承上启下的作用。
本节学习对培养学生从实践到理论，又从理论到实践认知规律提升有很大作用，原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，所以学好本节知识，含有比较关键理论意义和现实意义。
教材中安排了【实验 6-3】、实验活动 6，引导学生通过观察、比较、分析，从而得到原电池的构成条件，同时凸显对学生实验能力的培养。
新课标对本节课的要求是：注重从生活经验和已有知识出发，联系日常生活中常见的各种电池，通过对实验现象的观察和分析，帮助学生更好地理解和掌握本节知识。
本节课知识的理论性比较强，涉及的化学原理与学生经验的联系较弱，需要学生通过动手探究原电池的反应原理，运用已有的知识认识和理解本节核心知识，使学生的知识结构得到重建，并让学生感受从理论到实践的应用以及化学与生活的紧密联系。
二、课标要求1.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。
体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
2.能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。
3.能从物质及能量变化的角度评价燃料的使用价值。
能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
三、教学目标及重难点1.学生通过实验探究认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池概念。
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MnO2 + 2H2O MnO2 + 4OH-
第六章电化学基础
6.3 原电池
将一个氧化还原反应（ redox reaction ）的两个半反应 拆开进行，就可构成一个电池。
反应：Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) ΔGq(298.15K) = -212.55 kJ·mol-1
Q = nzF
其中： Q 为通入的电量，n 为发生化学变化的物质的摩尔量，
z 为化合价，F 为法拉第常数。
第六章电化学基础
法拉第常数
F = N0·e = 6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C = 96484.6 C·mol-1 ≈96500 C·mol-1
第六章电化学基础
半反应习惯表达式： 在氧化还原半反应中的氧化态与还原态彼此相互转化， 是一个共轭关系。这种关系称为氧化还原电对，简称电对。 通常书中给出的是还原电对，即表达为：
氧化态/还原态 或： Ox / Red
例： Cr2O72- /Cr3+， Zn2+ /Zn，
Fe3+/Fe2+ ，
MnO4- /MnO2，
第六章电化学基础
ClZn→Zn2+
Anode
K+ Cu2+→ Cu
Cathode
Cu2+(c2) | Cu (s)
(-) Zn | Zn2+ (第c1六)章|电|化C学u基2础+(c2) | Cu (+)
4）法拉第定律
在电极界面上发生化学变化物质的质量与通入的电量成 正比。
对于原电池半反应：O + ze- = R， 法拉第定律表述为：
总反应：Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) 原电池半反应通式：O + ze- = R，电偶对：O/R。
第六章电化学基础
3）电极、半电池
电池中分立的电偶对可构成一个电极。在电极上发生的 半反应称为电极反应。只含一个电极的电池称为半电池。
e
V
e
盐桥
Zn2+ (c1) | Zn (s)
5）原电池热力学
根据热力学第一定律：如果在能量转变过程中，化学能 全部转变为电功而无其它能量损失，则在恒温定压条件下， 摩尔吉布斯函变 ΔG 等于原电池可能做的最大电功。
其中：
ΔrGm = W‘max = Q·E = -zEF（n = 1）
Q 为通入的电量，E 为电池电动势，z 为化合价，F 为 法拉第常数。
第六章电化学基础
1）正、负离子作反向移动而导电；2）导电过程中发生化 学反应；3）温度升高，电阻下降；4）导电总量分别由正、 负离子分担。
第六章电化学基础
2. 电化学研究装置：电池
电解池
原电池
电能转化为化学能第六章电化学基础 化学能转化为电能
3. 正极、负极：
第六章电化学基础
4. 阴极、阳极：
第六章 电化学基础
第六章电化学基础
目录
6.1 基本概念6.Fra bibliotek 氧化还原反应
6.3 原电池
6.4 电极与电极电势
6.5 化学电源
6.6 金属的腐蚀与防护
6.7 金属的腐蚀与防护
第六章电化学基础
6.1 电化学基本概念
1. 两类导体：
1）自由电子作定向移动而导电；2）导电过程中导体本身 不发生变化；3）温度升高，电阻也升高；4）导电总量全部 由电子承担。
第六章电化学基础
氧化还原半反应示例： Zn + Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
氧化半反应： Zn - 2e- ＝ Zn2+ 还原半反应：Cu2+ + 2e- ＝ Cu 一般表达式： Zn: 失去电子，被氧化，是还原剂。 Cu2+: 得到电子，被还原，是氧化剂。
第六章电化学基础
3. 氧化还原电对：
上。有电子得失的反应。 其中，Sn2＋ : 失去电 子，被氧化，是还原剂。 Fe3＋ : 得到电子，被 还原，是氧化剂。
第六章电化学基础
2. 氧化还原半反应：
每个氧化还原反应都可拆分为两个半反应：氧化值升高 的反应 ——氧化反应；氧化值降低的反应—— 还原反应
相应的： 氧化值升高的物种 (元素）—— 还原剂 氧化值降低的物种 (元素）—— 氧化剂
第六章电化学基础
1）原电池的书写表示
负极 两相界面 盐桥 两相界面 正极
(-) Zn | Zn2+ (c1) || Cu2+(c2) | Cu (+)
1. 左边为负极，起氧化作用； 右边为正极，起还原作用。 2. “|” 表示相界面，有电势差存在。 3. “||” 表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。 4. “┆” 表示半透膜。 5. 要注明温度，不注明就是 298.15K；要注明物态，气体
Sn4+/Sn2+ ， SO42- /H2SO3，
任何一个氧化还原反应都包含着两个电对，每个电对代 表着一个半反应。
如电对 MnO4- /MnO2 分别在弱酸性和弱碱性介质中的 还原半反应方程式：
电对符号
电对平衡（还原半反应）
弱酸性 弱碱性
MnO4- /MnO2 MnO4- + 4H+ + 3e
MnO4- /MnO2 MnO4- + 2H2O + 3e
第六章电化学基础
6.2 氧化还原反应
定义：元素的氧化价发生了变化的化学反应。
Sn2+ + Fe3+ → Sn4+ + Fe2+
oxidation：物质失去电子的作用，Sn2+ = Sn4+ + 2ereduction：物质获得电子的作用，Fe3+ + e- = Fe2+ redox reaction： Sn2+ + Fe3+ → Sn4+ + Fe2+ ，Sn 的 e- 转移到了 Fe
Zn
Cu2+→Cu Zn →Zn2+
第六章电化学基础
e
A
e
盐桥
Cl-
Zn →Zn2 +
Anode
K+
Cu2+→ Cu
Cathode
oxidation：Zn - 2e- = Zn2+ reduction：Cu2++ 2e- = Cu
Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) 原电池：将氧化还原反应中的化学能直接转变为电能的装置。
要注明压力；溶液要注明浓度。
6. 气体电极和氧化还原电极要第写六出章电导化电学基的础惰性电极，通常是铂电极。
2）原电池的半反应
负极上发生 Zn 的氧化反应：Zn(s) = Zn2+(aq) + 2e正极上发生 Cu2+ 的还原反应：Cu2+(aq) + 2e- = Cu(s)
任意一部分的反应称为原电池的半反应