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第四讲 化学能与原电池

第四讲 化学能与原电池

作者: 化学徐老师 | 来源:发表于2019-04-19 14:09 被阅读0次


    ♛ 天行健,君子以自强不息。



    今日梗概:

           ❥ 能源的分类

           ❥ 化学能与热能

           ❥ 化学能与电能(原电池)


    一、能源的分类:

    1、根据开采后是否还需加工进行分类:

    (1)一次能源:能直接从自然界中获得的能源(例如:煤、石油等)

    (2)二次能源:一次能源经过加工、转换得到的能源(例如:电能等)

    2、根据是否可再生进行分类:

    (1)可再生能源:一般不会随着人类的开发、利用而日益减少。(例如:酒精等)

    (2)不可再生能源:一般会随着人类的开发、利用而日益减少。(例如:煤、石油等)

    二、化学能与热能:

    1、常见的吸放热反应(我们每次提到某个反应,肯定是发生了化学变化)

    (1)吸热反应(在化学变化中吸收热量的反应):

    ①大部分分解反应(高温煅烧石灰石)

    H_{2} 、CO、C为还原剂的反应(CO还原氧化铁)

    Ba(OH)_{2} ·8H_{2} O+NH_{4} Cl=BaCl_{2} +2NH_{3} +10H_{2} O

    (比如是氢氧化钡晶体与氯化铵的反应才是吸热反应)

    (2)放热反应(在化学变化中放出热量的反应)

    ①燃烧反应

    ②中和反应

    ③金属与酸/水的反应

    ④大多数化合反应

    ⑤铝热反应(2Al+Fe_{2} O_{3} =高温=2Fe+Al_{2}O_{3}

    2、反应中吸放热(简称反应热)的原因:

    (1)宏观:

    在化学变化中,反应物的总能量与生成物的总能量不同。

    \Delta H=E_{生成物} -E_{反应物}

    ① 吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量。(\Delta H>0

    ② 放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量。(\Delta H<0

    (2)微观:

    在化学变化中,反应物旧化学键的断裂需要吸收热量,新化学键的形成需要放出热量。

    \Delta H=E_{断吸} -E_{成放}

    (❣ 注:相减的顺序不能反)

    ① 吸热反应:断键时吸收的热量大于成键时放出的热量。(\Delta H>0

    ②放热反应:断键时吸收的热量小于成键时放出的热量。(\Delta H<0

    三、化学能与电能(原电池):

    1、原电池(放电的装置):

    将化学能转化成电能的装置。

    2、形成条件:

    (1)自发的氧化还原反应。

    (比如:Zn-Cu-盐酸,可构成原电池,因为Zn和盐酸可发生自发的氧化还原;但Cu-Ag-盐酸,不可构成原电池,因为没有自发的氧化还原反应)

    (2)电极。

    ①电极材料:

    活动性不同的金属、金属+导电非金属(石墨)、导电非金属+导电非金属(燃料电池)

    ②电极反应:

    负极:氧化反应(化合价升高→失电子)

    正极:还原反应(化合价降低→得电子)

    (3)闭合回路:

    ①原电池中必须含电解质溶液或者熔融电解液(必须可电离出离子)

    ②内电路:阳离子流向正极,阴离子流向负极。

    外电路:电子:从负极经过导线移向正极。(电流:正极→导线→负极)

    3、电极判断:

    (1)电子(电流)、离子的流向【流动方向是一定可以判断的】

    (2)两极的反应。【发生氧化反应的一定是负极,还原反应的一定是正极】

    (3)电极材料【一般活泼金属做负极。特例:Mg-Al-NaOH,Al做负极】

    (4)电极反应现象【一般负极质量减少,正极质量增加或冒泡。特例:铅蓄电池,正负极质量都增加】

    4、电极反应方程式书写(以Zn-Cu-硫酸溶液原电池为例):

    (1)先写出总反应方程式:

    Zn+H_{2}SO_{4}  =ZnSO_{4} +H_{2}

    (2)根据总反应方程式判断正负极:

    Zn:化合价升高→失电子→发生氧化反应,所以为负极。

    H_{2} SO_{4} :(氢元素)化合价降低→得电子→发生还原反应,所以为正极。

    (3)写出正、负极电极方程式(❣ 注:沉淀符号不写,气体符号写):

    负极:Zn-2e^-=Zn2+

    正极:2H^++2e^-=H_{2}

    (4)检查电荷与质量是否守恒、正+负是否等于总反应。


    〖问:❤❤

    写出Mg-Al-NaOH溶液原电池的总反应和正、负极反应方程式。

    (请把你的答案留在评论区哦。)❤❤ 〗

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