第四章 化学反应与电能（知识清单）（含答案）高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修1）【2025-2026】高二化学同步备课学案（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 一、原电池的工作原理 1．原电池的构成条件 (1)定义：能把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件： 2．原电池的工作原理(以锌铜原电池为例) 溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动，离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动，原电池的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。 二、原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 2．比较金属活动性强弱 3．设计原电池 三、化学电源的分类及特点 1．化学电源的分类 (1)一次电池：也叫作干电池，常见的一次电池有普通锌锰电池、碱性锌锰电池、纽扣式银锌电池。 (2)二次电池：又称为充电电池或蓄电池，铅蓄电池是最常见的二次电池。目前已开发出镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等新型二次电池。 (3)燃料电池：氢氧燃料电池等。 2．各类电池的特点 (1)一次电池：电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用，放电后不可再充电。 (2)二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可多次重复使用。 (3)燃料电池：燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此燃料电池能连续不断地提供电能。 3．一次电池———锌锰干电池 普通锌锰电池 碱性锌锰干电池 装置 电极材料及电解质溶液 负极：锌筒 正极：石墨棒 氯化铵和氯化锌溶液 负极：锌粉 正极：二氧化锰 氢氧化钾溶液 电极反应 碱性锌锰干电池的总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 4．二次电池 (1)铅蓄电池的构造与工作原理 放电时 负极：Pb，正极：PbO2，电解质溶液：H2SO4溶液。 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 充电时 铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。 总反应方程式：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 (2)常见锂离子电池的构造与工作原理 负极材料 正极材料 电解质溶液 嵌锂石墨(LixC6) 磷酸铁锂(LiFePO4)或钴酸锂(LiCoO2) 锂离子的载体，如六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯无水溶液 装置与工作原理 (以钴酸锂-石墨锂电池为例) 放电：总反应：LixC6＋Li(1－x)CoO2===6C＋LiCoO2 负极反应：LixC6－xe－===6C＋xLi＋； 正极反应：Li(1－x)CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2； 5．氢氧燃料电池的工作原理 酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 第二节 电解池 一、电解原理 1．电解原理 (1)电解是电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程； (2)电解池是将电能转化为化学能的装置； 构成条件为：必须连接有直流电源，要有电极(阴、阳极)，以及电解质溶液或熔融电解质。 (3)电解质溶液的导电过程实质上就是其电解过程。 ①在电解池中电子流向：电子由电源的负极→电解池的阴极，再由电解质溶液→电解池的阳极→电源正极。 ②溶液中离子的移动方向：溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 2．电解池与原电池的判断 有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池， 多池组合时， 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大 ... ...