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1、第四章 电化学基础第二节 化学电源人教版选修4 化学反应原理电极材料电子流向反应类型组 成 负 极 正 极 电解质相对活泼的金属流出电子氧化反应酸、碱 或盐的 溶液相对不活泼的 金属（或能导 电的非金属）流入电子还原反应原电池的组成问题讨论问题讨论1、通过日常生活的学习，你知道哪些电池？ 其中哪些属于化学电池？2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？3、判断电池的优劣标准主要是什么？4、目前化学电池主要分为哪几大类？产生电 能的基本原理是什么？各自有什么特点？锂电池干电池叠层电池纽扣电池各 类 电 池1：各类电池2、化学电池1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:一次电池又称不可充电电池或干电
2、 池 二次电池又称充电电池或蓄电池 燃料电池3)优点:能量转换效率高，供能稳定可靠 可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便易维护，可在各种环境下工作。4)电池优劣的判断标准:比能量 单位：(wh/kg)，(wh/L) 指电池单位质量或单位体积所能输出电能 的多少 比功率单位：（W/kg，W/L) 指电池单位质量或单位体积所能输出功率 的大小.电池的可储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多 、功率大、储存时间长的电池，其质量好。碱性锌-锰干电池负极-Zn 正极MnO2电池反应：电解质：KOHZn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H
3、2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 思考该电池的正负极材料和电解质？碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间比 干电池增大几倍，不会气涨或 漏液。(一)一次电池钮扣电池：不锈钢制成一个由 正极壳和负极盖组成的小圆盒 ，盒内靠正极一端填充由Ag2O 和少量石墨组成的正极活性材 料，负极盖一端填充锌汞合金 作负极活性材料，电解质溶液 为浓KOH溶液，已知电池内Zn 的氧化产物为ZnO2、银-锌电池 负极： 正极： 总反应：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH- Ag2O + Z
4、n =ZnO + 2Ag铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池 3、铅蓄电池1)正负极材料正极：PbO2负极：Pb 2)工作机制电解质：H2SO4溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应 分为放电和充电两个过程(二)二次电池放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s)正极： PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (s)+2H2O(l)氧化反应还原反应负极：放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程充电过程PbSO4 (s
5、) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应阴极：阳极： 2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) +4 H+(aq)+ SO42-(aq) 氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)放电充电3)优缺点简析 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠 、价格低廉 其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物
6、锂 离子蓄电池大有发展前景的燃料电池燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃 料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的 化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃 料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发 电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太 多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等 废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代 末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入 实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下： (三)燃料电池4、燃料电池负极H2： 正极O2： 总反应： O2+2H2 =2H2O氢氧燃料电池是一种新 型的化学电池，其构造 如图示：两个电极均由 多孔性碳制成，通入
7、的 气体由孔隙逸出，并在 电极表面放电。碱性介 质 2H2+4OH- -4e- =4H2O O2+2H2O +4e- =4OH- 燃 料 电 池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极 正极 中性负极 正极 碱性负极 正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-燃料电池的规律 燃料做负极，助燃剂氧气为正极 电极材料一般不参加化学反应，只 起传导电子的作用。能量转化率高(超过80%)，普通的 只有3
8、0%，有利于节约能源。燃料电池与前几种电池的差别： 氧化剂与还原剂在工作时不断补充； 反应产物不断排出优点： 能量转化率高，可持续使用，对环境友好用途： 宇宙飞船，应用前景广阔书写电极反应式应注意以下几点：1电极反应是一种离子反应，遵循书写离 子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；3负极失电子所得氧化产物和正极得电子 所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如 4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在， 在碱性溶液中以CO32形式存在）；2将两极反应的电子得失数配平后，相加 得到总反应，总反应减去一极反应即得到 另一极反应；电池的发展方向电池的发展方向光电池使用方便,特别是近年来 微小型半导体逆变 器迅
9、速发展,促使其应用更加快捷.美,日,欧和发展 中国家都制定出庞大的 光伏技术发展计划,开发方 向是大幅度提高光电池转换效率和稳定性,降低成 本,不断扩大产 业.目前已有80多个国家和16,市场开拓从 空间转向地面系统应用。减 少 污 染节 约 资 源将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电 极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池 ，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以 称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断 ，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反 应为_ _；通入氧气 的一极为_，电极反应为_， 总反应为_。负极 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 正极O2+4e-+2H2O=4O
10、H-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O1.若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率, 因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的 熔融盐混合物用作电解质,CO为阳极燃 气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气, 制得在6500下工作的燃料电池,完成 有关的电池反应式:负极反应式: ,正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反应 式: .2CO+2CO32-4e- =4CO22CO+O2=2CO2; http:/ 银闪付 瀚银银闪付 veg42whv 呀，怎么搞的，小琴的谦卑语气没有了撒，取而代之的更像是一种老婆在极度关心老公的出差之后回到
11、家的各种问候的语气。子溏帅 哥也毫不介意地回答小琴道，“嗯，顺利完成了。”自不必说，他又是很温柔的回答道。这声音真是一把利器啊，我在一旁也被寒得 一身鸡皮疙瘩，哪有女人能受得了啊。唔等一下，大少爷一起回来？但是我怎么看也就只有一个子溏愣在这里而已嘛！于是，我不自 觉得到处张望，想找一下传说中的大少爷。子溏貌似看出来我在做甚，于是就对我说道，“小兄弟，你不用再张望了，大少爷刚刚回 去了。”说罢，便指着已经远离我们但是还勉强能看到一些人影的人群方向，“最高的那个，就是我师傅！”纳尼！那个大彪悍是你 的师父？不对，我们不是在说大少爷吗？你怎么话题转得那么快啊？不对，纳尼！难道你的师父是大少爷？话说，
12、这大少爷不应该是 和丑妇人一个德行才对的吗？应该是又肥又矮满脸狰狞样才对吧？此时，我心中正在激烈地翻滚着。小琴看我一脸惊讶状，就对一开 始她下跪的那件事向我作了解释。原来，小琴是给大少爷下跪的，而且这个大少爷不喜欢和不认识的人有什么眼神接触，难怪小琴把 头埋得这么深。但是我们跪是跪下了，貌似这个大少爷没有注意到我们俩的存在似的，直径走了过去。也许，这就是我们微不足道的 表现的最好的例子了吧。虽然知道了大少爷是那个大汉了，但是我就更好奇这个大少爷是干啥子的了。不是听说是个朝中大官吗？干 嘛穿着一副侠士衣，而且他散发出来的就是去干架的那种气息。还有，他和这位子溏兄去做任务？这是去打怪兽还是公会任务
13、神马的 啊？真心想不明白！子溏兄见我一直在思考什么东西，打趣地问了我话，“小兄弟，你有什么不懂得地方吗？”惊！被他这么问一句 我心中愣是一惊！这怎么能说我在无国界地天马行空地歪歪中呢？于是，我就说到，“没什么，我在发呆而已。”“嗯？这样啊。” 此时子溏的声音听起来简直就是在怀疑我似的。难道，这个帅哥已经看出来了，看出来了我不是这个时代的人？！“小琴，我先走一 步了，还有事要忙。”说罢，子溏就咻的一声消失了。这个，这个子溏深不可测啊，说起话来能放倒一片女人，问起话来又直中要害 ，貌似会读心术似的。这时，我转向小琴，发现她露出一脸依依不舍的样子，哎，这花痴时间还没结束吗？我带有取笑意味地对小琴 说道，“子溏兄，你是不是要继续带我去熟悉熟悉你家宅子呢？”小琴听罢，回过神了，作一脸生气状，果然是被我说到点子上去了 ，只能装怒去遮掩自己的难为情。然后带着我继续参观这大少爷宅子去了。花了半天时间，总算把这位大少爷的宅子给走了一遍了。 其实，这地方除了很大之外，也没有什么特别的地方
