4、用鋅棒、石墨和CuCl2溶液組成的原電池,鋅棒為___極,電極上發(fā)生的是_____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),該電極反應(yīng)式為______________________,觀察到的現(xiàn)象為_________________;石墨為___極,電極上發(fā)生的是_____反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),該電極反應(yīng)式為_____________________,觀察到的現(xiàn)象為_____________________;原電池反應(yīng)的離子方程式為______________________。
2、化學(xué)電源基本類型:
①干電池:活潑金屬作負(fù)極,被腐蝕或消耗。如:Cu-Zn原電池、鋅錳電池。
②充電電池:兩極都參加反應(yīng)的原電池,可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。
③燃料電池:兩電極材料均為惰性電極,電極本身不發(fā)生反應(yīng),而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如H2、CH4燃料電池,其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑(KOH等)。
[練習(xí)]3、下圖各裝置中,溶液均為稀硫酸,不能構(gòu)成原電池的是( )
2、原電池原理
(1)概念:把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
(2)原電池的工作原理:通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/u>
(3)構(gòu)成原電池的條件:(1)電極為導(dǎo)體且活潑性不同;(2)兩個電極接觸(導(dǎo)線連接或直接接觸);(3)兩個相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。
(4)電極名稱及發(fā)生的反應(yīng):
負(fù)極:較活潑的金屬作負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),
電極反應(yīng)式:較活潑金屬-ne-=金屬陽離子
負(fù)極現(xiàn)象:負(fù)極溶解,負(fù)極質(zhì)量減少。
正極:較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),
電極反應(yīng)式:溶液中陽離子+ne-=單質(zhì)
正極的現(xiàn)象:一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。
(5)原電池正負(fù)極的判斷方法:
①依據(jù)原電池兩極的材料:
較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極);
較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極。
②根據(jù)電流方向或電子流向:(外電路)的電流由正極流向負(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。
③根據(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向:陽離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負(fù)極。
④根據(jù)原電池中的反應(yīng)類型:
負(fù)極:失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),現(xiàn)象通常是電極本身消耗,質(zhì)量減小。
正極:得電子,發(fā)生還原反應(yīng),現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。
(6)原電池電極反應(yīng)的書寫方法:
(i)原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng),正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:
①寫出總反應(yīng)方程式。 ②把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況,分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。
③氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,反應(yīng)物和生成物對號入座,注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。
(ii)原電池的總反應(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。
(7)原電池的應(yīng)用:①加快化學(xué)反應(yīng)速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強弱。③設(shè)計原電池。④金屬的腐蝕。
1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式:
電能 (電力) |
火電(火力發(fā)電) |
化學(xué)能→熱能→機械能→電能 |
缺點:環(huán)境污染、低效 |
原電池 |
將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 |
優(yōu)點:清潔、高效 |
2、已知反應(yīng)X+Y=M+N為放熱反應(yīng),對該反應(yīng)的下列說法中正確的是( )
A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N
C. X和Y的總能量一定高于M和N的總能量
D. 因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不必加熱就可發(fā)生
第二節(jié) 化學(xué)能與電能
3、能源的分類:
形成條件 |
利用歷史 |
性質(zhì) |
|
一次能源 |
常規(guī)能源 |
可再生資源 |
水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能 |
不可再生資源 |
煤、石油、天然氣等化石能源 |
||
新能源 |
可再生資源 |
太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕、氫能、沼?br> | |
不可再生資源 |
核能 |
||
二次能源 |
(一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源) 電能(水電、火電、核電)、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等 |
[思考]一般說來,大多數(shù)化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)都不需要加熱,吸熱反應(yīng)都需要加熱,這種說法對嗎?試舉例說明。
點拔:這種說法不對。如C+O2=CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),但需要加熱,只是反應(yīng)開始后不再需要加熱,反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)繼續(xù)下去。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),但反應(yīng)并不需要加熱。
[練習(xí)]1、下列反應(yīng)中,即屬于氧化還原反應(yīng)同時又是吸熱反應(yīng)的是( )
A.Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應(yīng) B.灼熱的炭與CO2反應(yīng)
C.鋁與稀鹽酸 D.H2與O2的燃燒反應(yīng)
2、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
常見的放熱反應(yīng):①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應(yīng)。③金屬與酸反應(yīng)制取氫氣。
④大多數(shù)化合反應(yīng)(特殊:C+CO22CO是吸熱反應(yīng))。
常見的吸熱反應(yīng):①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
②銨鹽和堿的反應(yīng)如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
③大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
1、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。
原因:當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要吸收能量,而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。E反應(yīng)物總能量>E生成物總能量,為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總能量<E生成物總能量,為吸熱反應(yīng)。
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