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三、化学能转化为电能电池
1、原电池的工作原理
(1)原电池的概念：
第 4 页把化学能转变为电能的装置称为原电池。
(2)Cu-Zn 原电池的工作原理：
如图为 Cu-Zn 原电池，其中 Zn 为负极，Cu 为正极，构成闭
合回路后的现象是：Zn 片逐渐溶解，Cu 片上有气泡产生，
电流计指针发生偏转。该原电池反应原理为：Zn 失电子，负
极反应为：ZnZn2++2e-;Cu 得电子，正极反应为：2H++2e-H2。
电子定向移动形成电流。总反应为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu。
(3)原电池的电能
若两种金属做电极，活泼金属为负极，不活泼金属为正极;
若一种金属和一种非金属做电极，金属为负极，非金属为正
极。
2、化学电源
(1)锌锰干电池
负极反应：ZnZn2++2e-;
正极反应：2NH4++2e-2NH3+H2;
(2)铅蓄电池
负极反应：Pb+SO42-PbSO4+2e-
正极反应：PbO2+4H++SO42-+2e-PbSO4+2H2O
放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
充电时总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。
(3)氢氧燃料电池
负极反应：2H2+4OH-4H2O+4e-
第 5 页正极反应：O2+2H2O+4e-4OH-
电池总反应：2H2+O2=2H2O
3、金属的腐蚀与防护
(1)金属腐蚀
金属表面与周围物质发生化学反应或因电化学作用而遭到
破坏的过程称为金属腐蚀。
(2)金属腐蚀的电化学原理。
生铁中含有碳，遇有雨水可形成原电池，铁为负极，电极反
应为：FeFe2++2e-。水膜中溶解的氧气被还原，正极反应为：
O2+2H2O+4e-4OH-，该腐蚀为吸氧腐蚀，总反应为：
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，Fe(OH)2 又立即被氧化：
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，Fe(OH)3 分解转化为铁锈。若
水膜在酸度较高的环境下，正极反应为：2H++2e-H2，该腐
蚀称为析氢腐蚀。
(3)金属的防护
金属处于干燥的环境下，或在金属表面刷油漆、陶瓷、沥青、
塑料及电镀一层耐腐蚀性强的金属防护层，破坏原电池形成
的条件。从而达到对金属的防护;也可以利用原电池原理，
采用牺牲阳极保护法。也可以利用电解原理，采用外加电流
阴极保护法。
第 2 章、化学反应的方向、限度与速率(1、2 节)
原电池的反应都是自发进行的反应，电解池的反应很多不是
第 6 页自发进行的，如何判定反应是否自发进行呢?
一、化学反应的方向
1、反应焓变与反应方向
放热反应多数能自发进行，即 0 的反应大多能自发进行。有
些吸热反应也能自发进行。如 NH4HCO3 与 CH3COOH 的反应。
有些吸热反应室温下不能进行，但在较高温度下能自发进
行，如 CaCO3 高温下分解生成 CaO、CO2。
2、反应熵变与反应方向
熵是描述体系混乱度的概念，熵值越大，体系混乱度越大。
反应的熵变 S 为反应产物总熵与反应物总熵之差。产生气体
的反应为熵增加反应，熵增加有利于反应的自发进行。
3、焓变与熵变对反应方向的共同影响
H-T0 反应能自发进行。
H-TS=0 反应达到平衡状态。
H-T0 反应不能自发进行。
在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 H-T0 的方向
进行，直至平衡状态。
二、化学反应的限度
1、化学平衡常数
(1)对达到平衡的可逆反应，生成物浓度的系数次方的乘积
与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数，该常数称为
化学平衡常数，用符号 K 表示 。
第 7 页(2)平衡常数 K 的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反
应限度)，平衡常数越大，说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。对于给
定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数