2024年高考化学原电池知识点归纳.pptx

2024年高考化学原电池知识点归纳原电池是化学能转化为电能的装置，是高考化学中的重要考点。本章节将涵盖原电池的原理、构成、电极反应、影响因素以及应用等方面。hdbyhd

原电池的定义和原理化学能转化为电能通过化学反应将化学能转化为电能的装置被称为原电池。氧化还原反应原电池工作原理基于自发的氧化还原反应，电子在电路中流动产生电流。电极和电解质原电池包含两个电极：正极和负极，以及电解质溶液，形成闭合回路。

原电池的组成部分负极负极是原电池中发生氧化反应的电极，通常由活泼金属或还原性较强的物质构成。正极正极是原电池中发生还原反应的电极，通常由不活泼金属或氧化性较强的物质构成。电解质溶液电解质溶液是连接正负极的导电介质，并参与电极反应，为电子传递提供通路。

正极、负极和电解质的作用正极正极是原电池中发生还原反应的电极。它接收来自负极的电子，并与电解质中的阳离子发生反应。负极负极是原电池中发生氧化反应的电极。它失去电子，并将电子传递到外电路。电解质电解质是连接正极和负极的导电介质，它可以使离子迁移，完成电路。

电池电势和电动势的概念1电池电势指原电池中正负极之间的电位差，也称为电动势，表示电池将化学能转化为电能的能力。2电动势表示原电池在没有电流通过的情况下，正负极之间的电位差，也称为开路电压，反映了电池的最大电能输出。3电势差电池电势和电动势之间的差异在于是否考虑了电流通过时产生的内阻降。

标准电极电势和电池电势的测量标准电极电势通常在标准条件下测量，即298K（25°C）和1atm压力下。为了测量标准电极电势，需要使用标准氢电极作为参照电极。电池电势可以通过测量电池的电动势来确定。电动势是指电池在开路状态下的电压，通常使用数字电压计或高阻抗电压计进行测量。

电池电势与自发性反应的关系1负值非自发2正值自发3电池电势反应方向电池电势是衡量电池中化学反应进行方向和程度的指标。电池电势为正值，表示反应能自发进行，电池电势为负值，表示反应不能自发进行。

电池的电池容量和能量密度电池容量是指电池在完全放电之前能够储存的电量，通常以毫安时（mAh）表示。能量密度是指电池单位重量或体积储存的能量，通常以瓦特时每公斤（Wh/kg）或瓦特时每升（Wh/L）表示。1000mAh常见的手机电池容量200Wh/kg锂离子电池能量密度500Wh/L锂离子电池能量密度

常见一次电池和二次电池的特点一次电池一次电池只能使用一次，用完后无法充电。常见的类型包括碱性电池、碳性电池和纽扣电池。高能量密度，价格相对低廉体积小巧，便于携带电量有限，使用寿命短二次电池二次电池可以反复充电和放电，可多次使用。常见的类型包括锂离子电池、铅酸电池和镍氢电池。可循环充电，延长使用寿命能量密度高，可持续供电价格较高，充电时间较长

锂离子电池、铅酸电池和镍氢电池的工作机理1锂离子电池锂离子电池通过锂离子在正负极之间迁移来实现充放电。充放电时，锂离子在正极和负极之间发生嵌入和脱嵌过程，从而实现能量存储和释放。2铅酸电池铅酸电池利用铅和二氧化铅之间的氧化还原反应来储存和释放能量。充放电过程中，硫酸铅在正负极之间发生转化，并伴随电解液浓度的变化。3镍氢电池镍氢电池利用镍和氢的氧化还原反应来实现充放电。充放电时，氢离子在正负极之间发生转移，并伴随金属氢化物的形成和分解。

电极反应的氧化还原平衡方程氧化反应电极反应中，失去电子的物质发生氧化反应，电子从负极流向正极。氧化反应在负极进行，氧化剂在正极发生还原反应。还原反应电极反应中，得到电子的物质发生还原反应，电子从负极流向正极。还原反应在正极进行，还原剂在负极发生氧化反应。

电极电势和pH值的关系1酸性环境电极电势更正2碱性环境电极电势更负3中性环境电极电势在两者之间电极电势与溶液的pH值密切相关。在酸性环境下，氢离子浓度较高，有利于正极反应的进行，电极电势更正。相反，在碱性环境下，氢离子浓度较低，电极电势更负。

浓度对电极电势的影响浓度梯度电极反应物浓度越高，电极反应速率越快，电极电势也越高。平衡电极反应达到平衡时，电极电势不再发生变化。能斯特方程能斯特方程描述了电极电势与浓度的关系。

电池的充放电过程充电外部电源提供能量，电子从正极流向负极，电解质中的离子定向移动，使电极材料发生化学反应，将化学能转化为电能储存起来。放电电极材料发生化学反应，将储存的化学能转化为电能释放出来，电子从负极流向正极，形成电流。充电和放电循环电池的充放电过程是一个可逆的化学反应过程，可以通过反复充放电循环来实现能量的储存和释放。

电化学设备和电化学技术的应用11.电镀利用电解原理在金属表面沉积一层其他金属，增强其耐腐蚀性、装饰性和其他性能。22.电解利用直流电分解电解质溶液，制备金属、非金属或其他化学物质，如电解水制氢气和氧气。33.电池将化学能转化为电能