6.1.2 化学反应与电能 -（考点梳理）【考点精准练】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）（解析版）

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6.1.2 化学反应与电能

考点 1 化学能转化为电能

一、火力发电

1、原理：

火电(火力发电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧,使化学能转化为热能,加热水

使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,带动发电机发电。

(2)能量转化过程：

化学能热能机械能电能

其中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键。

(3)弊端：

① 排出大量的温室气体,如 CO;

② 有的废气可能导致酸雨,如含 SO2 的废气;

③ 产生废渣、废水;

④ 化石燃料储量有限;

⑤ 能量转化率低。

二、原电池

1、实验探究

实验步骤装置图实验现象原因解释

(1)将锌片和铜片插

入盛有稀硫酸的

烧杯中，观察现象

Zn 片：锌片溶解，

表面产生无色气泡

Cu 片：无变化

反应的离子方程式：Zn＋2H＋

===Zn2＋＋H2↑；Cu 片表面无

明显变化的原因：铜排在金

属活动性顺序表氢的后面，

不能从酸溶液中置换出氢气

(2)用导线连接锌片

和铜片，观察、比

较导线连接前后的

现象

Zn 片：锌片溶解

Cu 片：铜片表面有

气泡

锌与稀硫酸反应，但氢气在

铜片上产生

(3)用导线连接锌片

和铜片，并在锌片和

铜片之间串联一个电

流表，观察电流表指

针是否偏转

Zn 片：锌片溶解

Cu 片：铜片表面有

气泡

电流表 A 指针偏转

电流表指针偏转说明：导线

中有电流；Cu 片上有气泡说

明：溶液中的氢离子在铜片

表面获得电子发生还原反应

产生氢气，从铜片上放出

注意：

① 实验中所用的酸是稀硫酸，也可以用稀盐酸,但不能用浓硫酸或硝酸。

② 实验中用到的电极的表面积要大，并且要洁净,实验前最好用酸将锌片和铜片洗几遍，然

后用水洗干净。电极材料必须纯净无杂质，如果锌片和铜片上有杂质，会形成较多的微电

考点梳理

池，导致实验现象不明显。

2、分析实验现象:

当插人稀硫酸的锌片和铜片用导线连接时,由于锌比铜活泼,锌与稀硫酸反应而失去电子,

被氧化为 Zn2+ 而进入溶液:Zn-2e=Zn2+(氧化反应)。

电子由锌片通过导线流向铜片,电子的定向移动产生了电流,使电流表指针发生偏转。

溶液中的 H+从铜片获得电子,被还原成 H原子,H 原子间结合成 H2，从铜片上逸出:2H++2e-

=H₂↑(还原反应)。

发生的总反应为：Zn+2H+=Zn2++H₂↑。

3、原电池的概念

通过特定的装置使氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，可以使氧化还原

反应中转移的电子通过导体发生定向移动,形成电流,实现化学能向电能的转化。这种把化学

能转化为电能的装置叫做原电池。

在原电池中，电子流出（氧化反应）的一极是负极，电子流入的（还原反应）一极是

正极。

总反应：氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物;

负极反应：还原剂-ne- =氧化产物(氧化反应);

正极反应：氧化剂+ne- =还原产物(还原反应)。

4、原电池的构成条件

理论上,自发进行的氧化还原反应均可构成原电池。具体条件是：

① 有一个自发的氧化还原反应;

② 有两个活动性不同的电极(金属与金属或金属与能导电的非金属),一般其中较活泼的

金属作负极,发生氧化反应,较不活泼的金属(或能导电的非金属)作正极,发生还原反应;

③ 有电解质溶液(或熔融电解质);

④ 两极用导线相连,形成闭合回路。

5、原电池的工作原理

原电池工作时,负极上发生失去电子的氧化反应,电子通过导线流向正极,溶液中的氧化

性物质在正极得到电子,发生还原反应,氧化反应和还原反应不断发生,负极上的还原性物质

不断失去电子,失去的电子不断地通过导线流向正极被氧化性物质得到,闭合回路中不断地有

电子和离子的定向移动,就形成了电流,即化学能转化为电能。

6、原电池中正负极的判断方法

(1)根据电极反应或总反应方程式来判断

作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极

作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极

(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断

电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极

(3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断

阳离子向正极移动；阴离子向负极移动

(4)根据原电池的两电极材料来判断

两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，

则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极

7、原电池原理的主要应用

（1）加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使

溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。如：在 Zn 和稀硫酸反应时，滴加少

量CuSO4溶液，则Zn 置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn 与稀硫酸反应

的速率

（2）比较金属活动性的强弱

(1)方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。

(2)常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变

作正极，较不活泼

（3）设计原电池

(1)依据：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

(2)选择合适的材料

① 电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧

化还原反应中，本身失去电子的材料

② 电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应

（4）制造化学电源：如各种干电池、蓄电池、燃料电池等

8、原电池电极反应式的书写方法

1、遵循三个守恒

(1)得失电子守恒：元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子

元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子

(2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等

(3)原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等

2、书写方法

直观法：针对比较简单的原电池可以采取直观法，先确定原电池的正、负极，列出正、

负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失

注意：负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解

质溶液中的阴离子应写入负极反应式中。

考点 2 化学电池

化学电池分为一次电池（干电池）、二次电池（充电电池）、燃料电池等。

一、一次电池

普通锌锰电池

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