第四章 化学反应与电能-2022-2023学年高二化学期中期末复习知识汇总（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学反应与电能 考点01 原电池的工作原理 1．原电池的概念和实质 (1)概念：将化学能转化为电能的装置。 (2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能。 2．原电池的工作原理 (1)电极反应： 负极：失去电子，发生氧化反应 正极：得到电子，发生还原反应 (2)电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。 (3)离子移动方向： ①阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 ②如果有盐桥：盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。 (4)盐桥的作用： ①离子通道，形成闭合回路。 ②避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。 3．原电池的构成条件 ①形成闭合回路 ②两个活性不同的电极，相对较活泼的金属作负极。 ③电解质溶液或熔融电解质 ④自发的氧化还原反应（能对外界释放能量） 考点02 原电池中正负极的判断方法 1．原电池中正负极的判断方法 2．特别提示 (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。 考点03 原电池的设计 1．原电池的组成： 原电池是由两个半电池组成，如锌铜原电池是锌半电池和铜半电池通过盐桥连接。 2．原电池设计关键 (1)外电路 负极(还原性较强的物质) 正极(较稳定的金属或能导电的非金属)。 (2)内电路 将两极浸入电解质溶液中，使阴、阳离子做定向移动。阴离子移向负极，阳离子移向正极。 3．设计原电池的思路（以Cu与AgNO3反应为例） （1）明确两极反应 （2）选择电极材料 （3）选择电解质溶液 （4）画装置图：注明电极材料和溶液成分 4．设计原电池的要点 (1)设计带盐桥的原电池装置时，一般负极金属元素与其电解质溶液中的阳离子元素保持一致，正极金属元素与其电解质溶液中的阳离子元素保持一致。如Cu－Zn原电池中，Zn与ZnSO4溶液，Cu与CuSO4溶液分别构成半电池。 (2)“装置图”常见失分点提示 ①不注明电极材料名称或元素符号。 ②不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 ③误把盐桥画成导线。 ④不能连成闭合回路。 (3)可逆氧化还原反应设计成的原电池： 原电池中当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡向相反方向移动。 考点04 原电池原理的应用 1．加快化学反应速率 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．金属活动性强弱比较 一般来说，作负极的金属的活动性强于正极金属。 如：有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。 考点05 化学电池 1．化学电池的分类及其特点 2．化学电池的优点 具有能量转换效率高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。 3．判断电池优劣的主要标准 (1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少。 (2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小。 (3)电池的可储存时间的长短。 4．化学电池回收利用 废旧电池中含重金属、酸和碱等物质，应回收利用，既减少污染，又节约资源。 考点05 一次电池 1．普通锌锰干电池 (1)构造： 负极：锌筒 正极：石墨棒 电解质溶液：氯化铵和氯化锌 (2)工作原理： 负极：Zn－2e－＋2NH===Zn(NH3)＋2H＋ 正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH) 总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 2．碱性锌锰干电池 (1)构造： 负极反应物：锌粉 正极反应物：二氧化锰 电解质溶液：氢氧化钾 (2)工作原理： 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 考点06 二次电池 1．铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其放电过程表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O (1)负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 (2)放电反应原理 ①负极反应式是