2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版)寒假复习-第4讲 化学反应与电能（教师版） .docxVIP

第4讲化学反应与电能

考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢

重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺

难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升

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考点1原电池的工作原理

1．原电池的概念

定义：把化学能转化为电能的装置。

2．原电池的构成

(1)半电池

原电池由两个半电池组成，半电池包括电极材料和电解质溶液。

(2)电极材料

一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属（或导电的非金属）作正极。

(3)形成闭合回路

两个半电池通过盐桥和导线连接，形成闭合回路。

两个隔离的半电池通过盐桥连接起来，盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂。

3．原电池的工作原理

(1)一般，原电池反应为自发的氧化还原反应，且ΔH0。

(2)半反应：负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。

(3)电子流向：电子由负极经导线流向正极。

(4)离子流向：盐桥中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。

(5)盐桥的作用：

①将两个半电池隔开，提高电池效率。

②连接两个半电池，保持溶液的电中性，形成闭合回路。

【特别提醒】

(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。

(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。

(3)在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼性的强弱，也要考虑电解质溶液性质。如Mg－Al－HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg－Al－NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。

(4)单液电池和双液电池的比较

装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，会直接发生氧化还原反应，易造成能量损耗；装置Ⅱ中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。

(5)原电池正负极的判断方法

①看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。

②看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

③看电子流向：电子从负极经导线流向正极。

④看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

⑤看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。

考点2化学电源

1．一次电池

(1)碱性锌锰干电池

负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；

正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

(2)锌银电池

负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；

正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；

总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

(3)锂电池

Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器，该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2，电池总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S。其中：

负极材料是Li，电极反应式为4Li－4e－===4Li＋，正极反应式为2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。

2．二次电池

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

(1)铅蓄电池的放电反应为原电池反应

负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：PbO2+2e-+SO42-+4H+===PbSO4+2H2O

(2)铅蓄电池的充电反应

阴极：PbSO4+2e-===Pb+SO42-

阳极：PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO42-+4H+

可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，简记为负连负，正连正。

3．氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。

种类

酸性

碱性

负极反应式

2H2－4e－===4H＋

2H2＋4OH－－4e－===4H2O

正极反应式

O2＋4e－＋4H＋===2H2O

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

电池总反应式

2H2＋O2===2H2O

【特别提醒】

(1)所有的燃烧均为放热反应，若能量以电的形式向外释放，则形成燃料电池，所以燃料电池的总方程式类似燃烧的总方程式，条件不同。

(2)理论上来说，所有的燃烧反应均可设计成燃料电池，所以燃料电池的燃料