《【苏教版】选修四：专题1-第2单元（2）《化学电源》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【苏教版】选修四：专题1-第2单元（2）《化学电源》ppt课件（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2课时 化学电源 1构成原电池应满足什么条件？ 【 答案 】 (1)电解质溶液； (2)两个活泼性不同的电极，并且两个电极直接或间接地连在一起，并插入电解质溶液中；(3)能自发地发生氧化还原反应； (4)形成闭合回路。 2举例说明常用的电池有哪些？ 【 答案 】 干电池，如锌锰电池；蓄电池，如汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池和锂电池；另外还有应用于航天和军事领域的燃料电池等。 1了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。 2认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。 3掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。 又称电池，是将
2、_转变成 _的装置。 笃学 化学电源 2 化学电池的分类 化学电池 部分 电池 普通锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌钮扣电池 电池 铅蓄电池 电池 氢氧燃料电池 化学能 电能 一次 二次 燃料 3 化学电池的优点 (1)化学电池的 _较高，供能稳定可靠。 (2)可以制成各种 _、不同 _的电池及电池组。 (3)使用方便，易于维护。 能量转换效率 形状和大小 容量和电压 4 判断电池优劣的主要标准 (1)比能量：参与电极反应的单位质量或单位体积的电极材料 _的大小，单位 (Wh)1或 (Wh)L 1。 (2)比功率：参与电极反应的单位质量或单位体积材料_的大小，单位 W1或 WL 1。 (3)电池的
3、 _的长短。 放出电能 输出功率 可储存时间 5 废旧电池的处理 _利用废旧电池，不仅可以减少对我们生存环境的_，而且也是对 _的节约。 6 新型二次电池 小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池。如：镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等。 回收 破坏 资源 【 慎思 1】 可充电电池的反应是可逆反应吗？ 【 答案 】 可充电电池有充电和放电两个过程，放电时的负极反应和充电时的阴极反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆，因此总反应在形式上也是互逆的，但因为互逆的反应是在不同条件下进行的，所以并不属于可逆反应。 【 慎思 2】 铅蓄电池充电时，如何与外电
4、源相接？ 【 答案 】 铅蓄电池充电时，电池的负极变为阴极，发生还原反应，生成 电源负极相连；电池的正极变为阳极，发生氧化反应，生成 电源正极相连。正极接正极，负极接负极。 常见的化学电源 电 池 负极反应 正极反应 总反应式 普通干电池( Z n 、 M n C) 2e= = Z 2 N H4 2e= = 2 N H4 = = 2 N 一次电池 碱性锌锰电池 2 O H 2e= = Z n ( 22 M n 22e= = 2 M n 2 n 2 M n 2= = 2 M n Z n ( 2电 池 负极反应 正极反应 总反应式 铅蓄 电池 2e4= = 2 2e 4H 4= = 2 22b S
5、 2二次电池 氢镍 电池 2 2e= = 22 N i 2 2e= = 2 N i ( 22 N i i ( 2电 池 负极反应 正极反应 总反应式 氢氧燃料电池 ( 酸性介质 ) 2e= = 2 H122e 2H= =2= =燃料电池 氢氧燃料电池 ( 碱性介质 ) 24e 4 = = 44e2= = 4 = = 2 【 例 1】 下列有关电池的叙述正确的是 ( ) A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 C太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 D氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 解析 答案 B 选 项 原因分析 结论 A 锌锰干电池工作后碳棒不变 错误
6、 B 氢氧燃料电池工作时都是负极发生氧化反应， 2e =2H 正确 C 太阳能电池的主要材料是高纯度的硅 错误 D 氢氧燃料电池是将化学能转变为电能 错误 原电池的基本类型： (1)负极参与反应的原电池：活泼金属作电极构成原电池，被腐蚀的金属作负极； (2)两电极都参加反应的电极：可充电电池是两个电极都参与反应的原电池； (3)两个电极都不参加反应的原电池：燃料电池用惰性电极作两极，分别向两极上通入参与氧化还原反应的气体，从而形成原电池。 【 体验 1】 铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是 解质为硫酸。工作 (放电 )时该电池的总反应为 2=22 试根据上述情况判断： (1)蓄电池的负极材料
7、是 _。 (2)工作时，正极反应为 _。 (3)工作时，电解质溶液的 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” )。 (4)工作时，电解质溶液中阴离子移向 _极。 (5)电流方向从 _极流向 _极。 【答案】 ( 1 ) ( 2 ) 2 4 4H 2e= = O 4 2H 2 O ( 3 ) 增大 ( 4 ) 负 ( 5 ) 正 负 【解析】 蓄电池工作时，起原电池作用，题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面。根据原电池原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以 负极；正极发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知， P b 正极反应： P b 4 4H 2e= = 2从正极反
8、应或电池的总反应可知 H转变成所以溶液 大；原电池工 作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。 化学电源电极反应式的书写 1 根据给出的两个电极反应式写总反应式 书写时注意使两个电极反应式得失电子数相等后相加两式，消去反应物和生成物中相同的物质即可。注意若反应式同侧出现不共存的离子，如 H和 和 4 ，要写成反应后的物质，如 H 2 O 和 O 4 。 2 根据装置书写电极反应式 ( 1 ) 先分析题目给定的图示装置，确定原电 池的正、负极上的反应物质。 ( 2 ) 电极反应式的书写 负极：活泼金属或 电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存
9、，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极： 4 2e= = 正极：阳离子得到电子生成单质，若反应物是 O 2 ，则有以下规律： 电解质是碱性或中性： O 2 2H 2 O 4e= = 4 电解质是酸性： O 2 4H 4e= = 2 H 2 O 。 ( 3 ) 正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。 3 给出总反应式，写电极反 应式 ( 1 ) 书写步骤： 列物质，标得失； 选离子，配电荷； 配个数，巧用水； 两式加，验总式。 ( 2 ) 以氢氧燃料电池为例说明如下： 已知电池总反应式为 2 = 2 电解质溶液为液，试写出两极反应式。 负极书写步骤为： 根据总电池方程式列出总式
10、两边化合价升高的有关物质，标出失去电子的数目： 24e= = 2 根据电解质溶液的酸碱性，用 H或 其他离子配平，使反应式两边电荷总数相等。 24 4e= = 2 此时注意：电子带负电；在碱性电解质溶液中，电 极反应式不宜出现 H，如上式写成 24e= = 4 H就不对了。 利用 两边元素守恒，即 24 4e= = 4 同理，正极电极反应式书写如下： 4e= = 2 4e= = 2 4 2 4e= = 4 正、负极电极方程式相加，若得到总反应式，说明写法正确。 4 可充电电池电极反应式的书写 (1)原电池的负极发生氧化反应，充电时为阴极，发生还原反应，故放电时的负极反应式与充电时的阴极反应式相
11、反。 (2)原电池的正极发生还原反应，充电时为阳极，发生氧化反应，故放电时的正极反应式与充电时的阳极反应式相反。 【 例 2】 飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。通入的气体由空隙中逸出，并在电极表面放电，总反应式为 2=2 (1)以 负极通入_，电极反应式为 _，正极通入 _，电极反应式为 _。 (2)如把 2电极反应式负极为 _，正极为 _。 (3)如把 电极反应式负极为 _，正极为 _。 (4)(1)和 (2)的电解液不同，反应进行后其溶液的 _， _。 解析 根据原电池的反应原理，氢氧燃料电池总反应式为2=2负极被氧化，正极被还原，即 入 通入 碱性溶液中 要与 反应，在酸性溶液中 2 要与 H 反应，中性和碱性溶液中要与 答案 ( 1 ) H 2 2H 2 4 O H 4e= = 4 H 2 O O 2 O 2 2H 2 O 4e= = 4 2 ) 2 H 2 4e= = 4 HO 2 4H 4e= = 2 H 2 O ( 3 ) 2 H 2 4e= = 4 HO 2 2H 2 O
