化学能与电能

 化学能与电能

考点要求：

1.知道原电池的概念、原理、组成及应用。

2.学生能从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，并知道这种转化的综合利用价值。

知识梳理

1、能源

(1)能源分类：根据能源的来源，可以分为

一次能源：直接从自然界取得的能源。如流水，风力，石油，原油，天然气等

二次能源：一次能源经过加工，转换得到的能源。如电力，蒸气等

(2)化学能与电能可以发生间接或者直接转换，

如通过燃烧，化学能转化为热能，再通过蒸汽机，可以让热能转化为机械能，再通过发电机让机械能转化为电能;

利用原电池可以讲化学能直接转化为电能。

2、原电池原理

负极：电子流出的电极——失电子，发生氧化反应

(较活泼的金属)

正极：电子流入的电极——得电子，发生还原反应

(较不活泼的金属、石墨等)

3、原电池原理实验探究

(1)将锌片和铜片用导线连接(导线中间接入一个电流表)，平行插入盛有1 mol/L的稀硫酸的烧杯中，如上图所示。

观察电流表指针位置的变化，金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。

(2) 实验记录：

(3)原电池中电荷移动方向

原电池是一个闭合的电路，其中的电荷流动，从电路的构成方面来说，有外电路电荷的流动和内电路上电荷的流动;从电荷的类型方面来说，有电子的流动和阴、阳离子的流动。

4、电池

(1)电池的分类

(2) 一次电池与二次电池的不同点

一次电池的活泼物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能使用了;如普通的锌锰电池，碱性锌锰电池等都是一次电池。

二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生。这类电池可以多次重复重复使用，如锌蓄电池等。

(3)废旧电池的回收

可以回收到大量的金属材料和化工原料。废旧电池中有害于生态环境的物质在自然条件下极难降解;废旧锌锰干电池含有高浓度的氯化铵溶液，埋在土壤中会使土壤酸化，种子脱水死亡。

[page]

5、常见的几类电池

(1)一次性电池

放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的

③锂离子电池

是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流电源。

(3)燃料电池

原理：利用原电池的工作原理,将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。

燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它的电极材料一般为活性电极，具有很强的 催化活性，如铂电极，活性炭电极等，燃料电池由3个主要部分组成：负极为燃料电极;正极为氧气或空气电极;电解质溶液。两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应,而是由引入到两电极上的物质发生反应。

常见的燃料电池：

①氢氧燃料电池的工作原理

负极：H2被氧化失去电子变成H+，或称“燃烧掉了”，电子流到电池的正极，同时，H+通过电解液被送到正极。

正极：O2得电子发生还原反应

产品：电流、热量、水