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模块1：知
：知识引航
引航
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知识引航
现在许多同学的生活越来越离不开手机，所以最痛苦的事情莫过于手机没电了，而且还无法充电，那么电到底
是如何产生的呢？自然界产生电主要有两种途径，一种是我们在初中就学过的摩擦起电，另一种就是雷雨天的闪
电，这两种电因为电量太低或是电压太高，都难以被利用。因此平时给电器供电都要靠人工发电，也就是发电厂。
火电现在仍是我国最主要的发电方式，其原理是利用煤燃烧产生的热量，加热水变成水蒸气，然后利用水蒸气推动
汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转子切割磁感线从而产生电能。
(1)在火力发电的过程中，能量是如何转化的？
(2)火力发电的效率高吗？能否省去中间的步骤，将化学能直接转化为电能呢？
模块2：化学反
：化学反应中的能量
中的能量变化
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化学反应中的能量变化
一、化学反
一、化学反应伴随着能量
伴随着能量变化
物质中的原子或离子之间是通过化学键结合的，当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，
而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成正是化学反应中能量变化的主要原因，所以说，物质的
化学反应与体系的能量变化是同时发生的。
二、化学反
二、化学反应中能量
中能量转化的形式
化的形式
1.化学能转变成热能。
2.化学能转变成光能。
3.化学能转变成电能。
19-20高一寒假第三
高一寒假第三讲化学反
化学反应
与能量的
与能量的变化（目
化（目标清北班）
清北班）
在化学反应中，化学能可以转变为许多种形式的能量，但是体系包含的总能量不变，即总能量是守恒的，这就是
能量守恒定律。能量守恒定律和质量守恒定律是自然界两条最基本的定律，所有化学反应都遵循这两条定律。
1 下列过程中，需要吸收能量的是( ) 74%
A.
B.
C.
D.
1 判断下列说法是否正确，正确的打“
”，错误的打“ ”。
①任何化学反应都伴随着能量变化( )
②化学反应中的能量变化都表现为热量变化( )
③化学反应会引起化学键的变化( )
④化学键的形成需释放能量( )
⑤伴有能量变化的物质变化都是化学变化( )
⑥电解水生成氢气和氧气时，电能主要转化为化学能( )
⑦煤燃烧时，化学能主要转化为热能( )
⑧燃煤发电是从煤中的化学能经过一系列能量转换最终转化为电能的过程( ) 62%
模块3：化学反
：化学反应与电能
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例题1
H + H →H
2
H + Cl →HCl
I →
2
I + I
C + O →
2
CO
2
例题2
√
×
化学反应与电能（一）
原电池
将
直接转化为
的装置叫做原电池。
1.原电池的形成条件
(1)能发生氧化还原反应
(2)两个活泼性不同的导体做电极
(3)电解质溶液
(4)
2.原电池的工作原理
现象：（1）铜片表面生成
，
在
电子。（2）锌片不断溶解。失去的电子发生了定向移动，从而
形成了电流。
外电路：电子做定向移动。电流是由
极流向
极。电流的方向和电子的流向
。
在上面的装置中，电子由锌经外电路流向铜，所以锌片为负极(有电子流出，失电子发生氧化反应的一极)，铜
片为正极
正极(有电子流入，得电子发生还原反应的一极)。
内电路：在溶液内部电解质电离出的离子做定向移动，
(阳离子)移向铜片(正极)，
(阴离子)移向锌片(负
极)。
电极、导线和电解质溶液共同形成了一个闭合回路。
这一过程的电极反应式可以表示为：
负极(锌片)：
﹙氧化反应﹚
正极(铜片)：
﹙还原反应﹚
电池总反应：
练一练：
(1)下列反应中，可以设计成原电池的有
。
①
②
③
④
(2)某活动小组设计原电池装置，你认为设计合理的是（ ）
3.原电池正负极的判断方法
H2
H+
H+
SO
4
2-
Zn-2e =Zn
-
2+
2H +2e =H
↑
+
-
2
Zn + 2H =Zn
+H ↑
+
2+
2
HCl+NaOH = NaCl +H O
2
Mg + 2CH COOH = Mg
+2CH COO +H ↑
3
2+
3
-
2
Cu+2FeCl =CuCl +2FeCl
3
2
2
2H +O =2H O
2
2
2
(1)通过原理判断
①
②
③
(2)通过现象判断
①
②
③
4.电极反应方程式的书写方法（以铜、锌原电池为例）
(1)首先确定发生的氧化还原反应，
。
(2)然后判断出氧化剂(氧化剂在正极得电子，发生还原反应)和还原剂(还原剂在负极失电子，发生氧化反应)，预
先写出正负极的电极反应式：
正极：
负极：
(3)最后根据
，确定最终的正负极的电极反应式。
①电极反应式常用“
”，不用“
”；若有气体生成需要加“ ”，若有析出物一般不加“ ”
②电极反应式是离子方程式，因此弱电解质要写成分子形式
③正极反应式和负极反应式得失电子一般相等
④一般来讲，正极反应式和负极反应式相加等于总反应式，因此可以知道其中两个就可以推出另外一个
练一练：试写出以下原电池的正极和负极电极反应方程式
(1)
(2)
5.原电池原理的应用
(1)比较金属活动性的强弱
(2)加快氧化还原反应的速率
(3)研究金属的腐蚀原理及防护措施
(4)设计化学电池
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化学反应与电能（二）
三、常
三、常见的化学
的化学电源
1.干电池
碱性锌锰电池是最常见的干电池之一，它是一种一次性电池，放电之后不能充电。该电池的负极材料是锌，正极材
料是
，内电路是
。
2.充电电池
=
→
↑
↓
Cu+2FeCl
=CuCl
+2FeCl
3
2
2
Mg + 2CH
COOH = Mg
+2CH
COO +H
↑
3
2+
3
-
2
MnO2
KOH
充电电池又称二次电池或蓄电池，可以实现化学能转变为电能，再由电能转化为化学能的循环。目前汽车上使用的
电瓶大多是铅蓄电池，该电池的负极材料是
，正极材料是
，内电路是
。
3.燃料电池
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率理论上可达
。其正负极材料一般都使用惰性电
极(如石墨、
)，在正极室中通入氧化剂(如
)，负极室中通入燃料(如
，
)，反应的总方程式即是其燃烧
的方程式。
1 为将反应
的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是（铝条均已除去了氧化
膜）( ) 78%
A.
Pb
PbO2
H SO
2
4
85% 90%
~
Pt
O
2
H
2
CH
4
达标检测1
2Al + 6H
=
+
== 2Al
+
3+
3H ↑
2
B.
C.
D.
1 将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧（如图所示）。在每次实验时，记
录电压指针的移动方向和电压表的读数如下：
已知，构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。请依据记录数据判断，下列有关说法正确的是
例题3
( )
59%
A. 在四种金属中乙的还原性最强
B. 金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜
C. 甲、丁若形成原电池时，甲为正极
D. 甲、乙形成合金时，将该合金露置在空气中，甲先被腐蚀
1 仔细分析如图装置，完成下面的填空:
(1)该反应的电流方向是
。
(2)盐桥中的阴离子向
溶液中移动。
(3)一段时间后，锌片上的现象是
，铜片上的现象是
。
(4)锌极发生
反应，电极反应方程式为
。
(5)
后，
的
参加了反应，则转移了
个电子。
例题4
30min
1.3g
Zn
1 电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池，其电极分别是
和
，电解质溶液为
溶液，总反应式
为
。下列说法正确的是( ) 76%
A.
是正极，
是负极
B.
是正极，
是负极
C. 工作时，电池负极区溶液
增大
D. 工作时，电子由
极经外电路流向
极
1 某固体酸燃料电池以
固体为电解质传递
，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：
，下列有关说法正确的是( )
38%
A. 电子通过外电路从极流向极
B. 极上的电极反应式为：
C. 每转移
电子，消耗
的
D.
由极通过固体酸电解质传递到极
达标检测2
Ag O
2
Zn
KOH
Ag O +
2
H O +
2
Zn === Zn(OH) +
2
2Ag
Ag O
2
Zn
Zn
Ag O
2
pH
Ag O
2
Zn
例题5
Ca(HSO )
4 2
H+
2H +
2
O =
2
== 2H O
2
b
a
b
O +
2
2H O +
2
4e
=
−
== 4OH−
0.1mol
1.12L
H
2
H+
a
b
1 锂电池用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂（
）溶解在亚硫酰氯（
）中形成
的，以下电池的总反应方程式为：
，下列叙述中正确的是( ) 88%
A. 电解质溶液中混入水，对电池反应无影响
B. 金属锂作电池的负极，石墨作电池的正极
C. 电池工作过程中，亚硫酰氯（
）被还原为
D. 电池工作过程中，金属锂提供电子的物质的量与析出硫的物质的量之比为
1 根据下列事实:①
；②
；③以
为电极与的盐溶液组成原
电池，电极反应为
，
，由此可知
、
、
、
的氧化性强弱关系
是( ) 69%
A.
B.
C.
D.
1 有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极
放入
溶液中，乙同学将电极放入
溶液中，如图所示：
例题6
LiAlCl
4
8Li + 3SOCl =
2
== 6LiCl + Li SO +
2
3
2S
SOCl
2
Li SO
2
3
2 : 1
达标检测3
A+B
=
2+
== A
+B
2+
D+2H O =
2
== D(OH) +H ↑
2
2
B、E
E
E
+
2+
2e
=
−
== E
B −2e
=
−
== B2+
A2+
B2+
D2+
E2+
D
>
2+
A
>
2+
B
>
2+
E2+
A
>
2+
B
>
2+
D
>
2+
E2+
D
>
2+
E
>
2+
A
>
2+
B2+
E
>
2+
B
>
2+
A
>
2+
D2+
例题7
6mol/LH SO
2
4
6mol/LNaOH
请回答：
(1)写出甲池中正极的电极反应式：
。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极
，总反应的离
子方程式为
。
(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活
泼”，则甲会判断出
活动性更强，而乙会判断出
活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？答：
(填写字母序号)。
a．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
b．镁的金属性不一定比铝的金属性强
c．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
d．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法
(填“可
靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案
(如可靠，此空可不填)。
模块4：随堂
：随堂测
1 下列各组材料中，不能组成原电池的是( )
88%
A. A
B. B
C. C
D. D
例题8
1 原电池的正极一定是( )
①化学性质较活泼的金属②发生还原反应的一极③电流流入的一极④电子流入的一极 81%
A. ①②
B. ②④
C. ②③
D. ③④
1 用图表示铜锌原电池中一些物理量的关系。轴表示流入正极电子的物质的量，则轴表示( )
79%
A.
B.
C. 铜棒的质量
D. 锌棒的质量
例题9
例题10
1
x
y
c(H
)
+
c(SO
)
42−
模块5：春季你会遇
：春季你会遇见
1 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水
混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为
。下列有关说法正确的是( )
68%
A. 正极反应式：
B. 放电过程中，
向负极移动
C. 常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针发生偏转
D. 每转移
电子，理论上生成
模块6：直
：直击高考
高考
考法：2019全国3卷
1 为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状
可以高效沉积
的特点，设计了采用
强碱性电解质的
二次电池，结构如图所示。电池反应为
例题11
LiCl-KCl
PbSO +2LiCl+Ca =
4
== CaCl +Li SO +Pb
2
2
4
Ca + 2Cl
−
−
2e
=
−
== CaCl
2
Li+
0.1mol
10.35g Pb
例题12
Zn(3D-Zn)
ZnO
3D-Zn–NiOOH
放电
。下列说法错误的是( )
A. 三维多孔海绵状
具有较高的表面积，所沉积的
分散度高
B. 充电时阳极反应为
C. 放电时负极反应为
D. 放电过程中
通过隔膜从负极区移向正极区
Zn(s) + 2NiOOH(s) + H O(l)
ZnO(s) +
2
充电
⇌
放电
2Ni(OH) (s)
2
Zn
ZnO
Ni(OH) (s) +
2
OH
(aq) −
−
e
=
−
== NiOOH(s) + H O(l)
2
Zn(s) + 2OH
(aq) −
−
2e
=
−
== ZnO(s) + H O(l)
2
OH−
