6.1.2 化学反应与电能（知识解读）- 2023-2024学年高一化学同步知识点解读与能力训练（人教版2019必修第二册）

6.1.2 化学反应与电能（知识解读） •知识点1 认识火力发电 •知识点2 原电池原理 •知识点3 原电池原理的应用 •知识点4 化学电池 知识点1 认识火力发电 1.火力发电的原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽 以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。 2.能量转化过程： 3.火力发电的弊端 ①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成能源的浪费。 ②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。 ③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质（如S02、C0、N0x、粉尘等)，污染环境。 【典例1-1】下列叙述不正确的是（    ） A．我们日常使用的电能主要来自火力发电 B．火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电过程中，化学能转化为热能实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 【典例1-2】火力发电和水力发电是获取电能的两种方式。凉山是“水电王国”，全国在建和已建成的水电装机在千万千瓦以上的巨型水电站有4个，其中3个(溪洛渡水电站、白鹤滩水电站和乌东德水电站)在凉山。下列说法不正确的是 A．火力发电用的煤是不可再生能源 B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源 C．电能是一种清洁、高效、便捷的一次能源 D．科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标 【变式1-1】近年来我国的火力发电量占比超过了70%，而火力发电量中“接近90%使用的是煤炭”。如图是燃煤电厂示意图。下列叙述不正确的是 A．火力发电过程中能量主要转化的过程为化学能→热能→电能 B．用生锈铁屑处理烟肉排放废气中的CO C．向煤中加入CaO能减少酸雨的形成 D．除尘器除尘利用了胶体的性质 【变式1-2】下列过程中，将化学能转化为电能的是 A．电厂火力发电 B．硅太阳能电池发电 C．天然气烧水 D．风力发电 知识点2 原电池原理——化学能直接转化为电能 1、原电池的定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理　 （1）原电池原理的实验探究（【实验6-3】必修第二册，P36） 实验装置 实验原理 锌片（负极）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）；铜片（正极）：2H++2e－=H2↑（还原反应）； 总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+（工作原理如上右图） 实验用品 锌片、铜片、稀硫酸；导线、电流表、烧杯。 实验步骤 (1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 (2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 (3)如图所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 实验现象 (1)当锌片与铜片插入稀硫酸时，锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生； (2)当用导线将锌片和铜片相连后，铜片上有气泡产生： (3)串联电流表后，电流表指针发生偏转。 实验结论 锌--铜--稀硫酸构成了原电池装置，产生了电流，化学能转化为电能。 实验说明 形成原电池后锌片表面有少量气体产生，可能原因：一是锌片不纯，自身构成了微电池；二是锌片与H+直接接触发生氧化还原反应产生 H2（化学能转化为电能损耗）。 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 总离子反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 【解读】(1)原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 (2)电子的流向：电子由负极经导线流向正极。反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 (3)离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 3、原电池的组成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 (2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 【解读】a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中