化學能與電能知識點

General 更新 2024年11月26日

  化學能與電能之間的轉化是整個高中化學的重要知識。下面是小編為你整理的,一起來看看吧。

  

  1.能源:一次能源,直接從自然界獲取的能源,如風能、水能、煤、石油、天然氣等;

  二次能源:一次能源經過加工或轉化形成的能源,如電能等。化學物質都具有化學能,化學反應中的自發氧化還原反應,一般都是放出能量的反應,放出的能量可以轉化為熱能、光能甚至電能等,但總的能量守恆。

  2. 火力發電:煤燃燒,加熱水蒸氣,驅動發電機發電,化學能----熱能------機械能----電能。缺點是每個過程有能量損耗高,環境汙染。

  3. 原電池:將化學能直接轉化為電能的裝置。***注:放熱反應通過反應釋放出能量,部分轉化為電能,部分轉化為熱能損耗等,所以原電池不能達到能量的100%轉化利用***

  4. 原電池的形成條件:

  ***1***自發的氧化還原反應***放熱反應***

  ----關鍵和核心

  ***2***兩個電極***金屬或石墨C***:通常為活潑性不同的兩極,在燃料電池中等例外是相同的惰性金屬***Pt Ag等***------功能:可能參與反應***主要是金屬電極失去電子***,“強迫”負極失去的電子沿外電路導線傳導到正極。

  ***3***電解質溶液***一般是酸鹼鹽的水溶液,也可以是鹽的熔融狀態***。功能:導電介質***陰陽離子的移動導電***、提供反應物質。

  ***4***閉合迴路:電解質溶液的內電路和導線的外電路閉合連線***“兩極一液一連線”***。

  5. 原電池的工作原理:

  幾個基本物理知識:

  ***1***電流方向:外電路由“+”到“—”,內電路由“—”到“+”;

  ***2***電子在導體***金屬或C***中傳導,方向與電流方向相反;電子傳導方向:外電路由“—”到“+”,

  ***3***電解質溶液中依靠陰陽離子的移動導電,陽離子的移動方向和溶液中的電流方向一致,陰離子與溶液中的電流方向相反。

  6. 原電池的正負極電極方程式書寫

  電極方程式:表示電極上發生的物質和電子的變化的方程式

  書寫基本過程:

  ***1***根據已知條件,判斷出正負極,

  ***2***根據總的氧化還原反應或者電極,確定反應物以及對應的正確的產物***產物注意是否與電解質溶液中離子發生反應即不能共存***,確保電子的得失和化合價的升降相等。有多種可能的時候,先寫出每種可能。根據電荷守恆和原子守恆看那種可能能配平。

  ***3***配平:得失電子和化合價升降數目、左右兩邊電荷守恆、原子守恆

  7. 原電池的應用

  ***1***比較不同金屬單質的還原性***活潑性***:一般做負極的金屬強於做正極***也有例外,如NaOH溶液中只有Al反應;濃HNO3中Fe、Al 鈍化***。

  ***2***化學電源:乾電池***一次性***、充電電池、燃料電池

  充電電池又稱二次電池,能夠重複使用至一定的週期。鉛蓄電池:最早使用的充電電池。鎳鎘充電電池:它是一種體積少,具有殘留性記憶的充電電池,可重複使用500次以上。鋰離子電池:它是新一代可充電的綠色電池,現已成為膝上型電腦、行動電話、攝像機等低功耗電器的主流。

  燃料電池:利用燃料燃燒的反應放出能量,直接轉化為電能,能量轉化效率較高,達到40%-60%。

  兩個特別之處:①燃料一定在負極發生氧化反應,失去電子;氧化劑***常為O2***一定在正極發生還原反應,得到電子。

  ②電極常為相同的惰性金屬如Pt 。

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