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    化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量的變化（△H、△G）。依照利用途徑的不同，化學(xué)反應(yīng)釋放的能量可以轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌哪芰啃问健?5℃時(shí)，天然氣與氧的完全氧化反應(yīng)為

CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)
△H^θ＝－890．8kJ／mol，△G^θ＝－818．4kJ／mol

    燃?xì)鉅t灶是用天然氣與空氣中的氧氣燃燒，釋放的熱量用于加熱，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是先把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過產(chǎn)生高壓蒸汽推動(dòng)活塞產(chǎn)生動(dòng)能；而火力發(fā)電廠則是將動(dòng)能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能。由于燃燒反應(yīng)是快速反應(yīng)，所以燃燒產(chǎn)生的大量熱傳給了環(huán)境。而且每一轉(zhuǎn)化過程都有一定的效率，轉(zhuǎn)化的步驟越多，總的效率越低。內(nèi)燃機(jī)的效率一般不超過20％。
    若把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，效率就高得多。研究化學(xué)能與電能之間轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)稱為電化學(xué)。使化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。
    任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均為電子從還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑的過程。把鋅放在硫酸銅溶液中，鋅溶解而銅析出

Zn(s)+CuSO₄ (aq)=Cu(s)+ZnSO₄ (aq)

    反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Zn原子失去電子，被氧化成Zn²⁺；Cu²⁺得到電子，被還原成Cu原子。由于鋅和硫酸銅溶液直接接觸，電子就從Zn原子直接轉(zhuǎn)移給Cu²⁺，因而得不到序的電子流。隨著氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，溶液溫度將升高，即反應(yīng)中放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?br />     在圖3-2裝置中，氧化和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行。在一個(gè)燒杯中放入ZnSO₄溶液和鋅片，在另一個(gè)燒杯中放入CuSO₄溶液和銅片，用鹽橋（飽和KCl溶液的瓊脂膠凍）將兩個(gè)燒杯中的溶液聯(lián)系起來。當(dāng)接通外電路時(shí)，有電流通過。

    理論上，任何一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以組成原電池。但由于反應(yīng)速率、安全性和技術(shù)條件等因素的限制，原電池可以利用的氧化還原反應(yīng)僅是極少數(shù)。安全、高效的原電池一直是世界各國(guó)化學(xué)電源研究開發(fā)的熱點(diǎn)。
    原電池可用電池符號(hào)表示。書寫電池符號(hào)時(shí)，習(xí)慣上把電池的負(fù)極寫在左邊，正極寫在右邊，以"│"表示相界面，以"║"表示鹽橋。一般需要標(biāo)明反應(yīng)物質(zhì)的濃度或壓力。若反應(yīng)物中沒有電子導(dǎo)體，須外加惰性電極（如石墨、鉑），惰性電極僅起導(dǎo)電作用，不參加電極反應(yīng)。原電池符號(hào)的書寫方式為

(－)導(dǎo)體│s│g│l║l│g│s│導(dǎo)體(＋)

式中，s、g、l分別表示固體、氣體和溶液。
    銅鋅原電池的符號(hào)為：

(－)Zn│Zn²⁺(c₁)║Cu²⁺(c₂)│Cu(＋)

    c₁、c₂分別為Zn²⁺和Cu²⁺的濃度。Zn和Cu既是反應(yīng)物又是導(dǎo)體。
    利用反應(yīng)Cu²⁺＋H₂＝Cu＋2H⁺組成的原電池的電池符號(hào)為

(－)Pt│H₂(p)│H⁺(c₁)║Cu²⁺(c₂)│Cu(+)

    鉑為惰性電極，僅起導(dǎo)電作用，不參加電極反應(yīng)。