《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3.2 化学电源课件 鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3.2 化学电源课件 鲁科版选修4（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节 化学能转化为电能电池第2课时 化学电源第一章第一章 化学反化学反应应与能量与能量转转化化 学习目标学习目标1知道化学电源的分类方法。知道化学电源的分类方法。2. 熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。3. 知知道道化化学学电电源源广广泛泛的的应应用用及及废废旧旧电电池池对对环环境境的的危害，设想其处理方法。危害，设想其处理方法。学习重点学习重点常见化学电源的组成和工作原理常见化学电源的组成和工作原理学习难点学习难点常见化学电源的组成和工作原理常见化学电源的组成和工作原理1、构成原电池的条件、构成原电池的条件（4 4 4 4）有）有）有）有自发的氧化
2、还原反应自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应。（1 1 1 1）有二种活泼性不同的金属（或金属与非金属）有二种活泼性不同的金属（或金属与非金属）有二种活泼性不同的金属（或金属与非金属）有二种活泼性不同的金属（或金属与非金属） 做做做做电极电极电极电极；（2 2 2 2）两电极在）两电极在）两电极在）两电极在电解质电解质电解质电解质溶液中；溶液中；溶液中；溶液中；（3 3 3 3）形成）形成）形成）形成闭合回路闭合回路闭合回路闭合回路; ; ; ;温故知新A锌锌e-铜铜SO42-Cu2+ZnZn2 2+ +Cu2+CuSO4溶液溶液SO42-e-e-e-e-+2、原电池的工作原
3、理、原电池的工作原理负极：负极：负极：负极：Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+正极：正极：正极：正极：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu总反应离子方程式：总反应离子方程式：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu温故知新3 3、原电池两极的判断方法、原电池两极的判断方法（1 1）根据电极材料判断：（泼负）根据电极材料判断：（泼负）一般一般，相对活泼的金属为，相对活泼的金属为负极负极，活泼性较弱的，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为金属或能导电的非金属为正极正极。（2 2）根据电流方向（或电子流向）判断）根据电流方向（或电子流向）判断电流：正极电流：正极负极负极 电子：负极电子
4、：负极正极正极（3 3）根据溶液中离子的移动方向判断）根据溶液中离子的移动方向判断阳离子向阳离子向 正极正极移动，阴离子向移动，阴离子向负极负极移动移动（4 4）根据现象判断：）根据现象判断：一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗的一极为正极的一极为正极（5 5）根据发生的反应判断（负失氧，正得还）根据发生的反应判断（负失氧，正得还）（化学电源）（化学电源） A A CuZn 稀稀H H2 2SOSO4 4KOH溶液溶液 CH4 O2 2 H2Oa极极 b极极我们所学的原电池的缺点：我们所学的原电池的缺点：实用电池的特点：实用电池的特点：反反应一段一段
5、时间后，后，铜极上聚集了极上聚集了许多多氢气泡，气泡，把把铜极与硫酸隔开就不再极与硫酸隔开就不再产生生电流，且携流，且携带不不方便。方便。能能产生生稳定且具有定且具有较高高电压的的电流；流；安全且携安全且携带方便；方便；能适用特殊用途；能适用特殊用途；便于回收便于回收处理，不理，不污染染环境或境或对环境境产生影生影响小。响小。（3）燃料电池）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电
6、池。电池。化学电源分类化学电源分类（2）二次化学电源）二次化学电源 二次电池在放电后经充电可使二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。电池都是二次电池。（1）一次化学电源）一次化学电源 电池中的反应物质进行一次氧电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。题目解析题目解析题目解析题目解析判断一种电池的优劣主要判断一种电池的优劣主要是看这种电池的比能量或是看这种电池的比能量或比功率的大小，以及可储比功率的大小，以及可储存时间
7、的长短。存时间的长短。C 学以致用题目解析题目解析题目解析题目解析ID本题考查的是有关化学电池的概念、本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回健康危害很大，所以废旧电池应回收利用。收利用。学以致用二、化学电源二、化学电源锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池（各类电池）（各类电池）1.1.干电池干电池（普通锌锰电池）（普通锌锰电池）电极反应方程式：电极反应方程式：负极：负极：正
8、极：正极：Zn 2e- = Zn2+2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 + H2O反应总的方程式反应总的方程式2MnO2+2NH4+ Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，结构如图做电解质，结构如图138所示，所示， 其电极反应为：其电极反应为：锌锰碱性电池：锌锰碱性电池：锌锰碱性电池是一种新型的锌锰碱性电池是一种新型的干电池。负极材料由锌片改为干电池。负极材料由锌片改为锌粉，正极材料为锌粉，正极材料为MnO2 ,还还原产物为原产物为Mn2O3 ,电解质是电解质是KOH溶液，其
9、放电曲线如图溶液，其放电曲线如图所示：所示：该电池有何优点？该电池有何优点？优点优点: 工作电动势稳定工作电动势稳定,电池的容量和放电时间增加了几倍电池的容量和放电时间增加了几倍锂电池锂电池2、铅蓄电池、铅蓄电池Pb + PbO2 + 2H2SO4 = PbSO4 + H2O负极材料：负极材料：正极材料：正极材料：电解质：电解质：PbPbO2H2SO4不溶于水的不溶于水的白色沉淀白色沉淀电池反应方程式：电池反应方程式： 放电是放电是原电池原电池原理；原理； 充电是充电是电解电解原理原理3 3、新型燃料电池、新型燃料电池 原理相同：原理相同：原理相同：原理相同： 工作时发生的仍然是氧化还原反应工
10、作时发生的仍然是氧化还原反应工作时发生的仍然是氧化还原反应工作时发生的仍然是氧化还原反应 特点：特点：特点：特点： 工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将同时将电极产物不断排出电池。电极产物不断排出电池。 燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的能直接转化为电能的能直接转化为电能的能直接转化为电能的“能量转换
11、器能量转换器能量转换器能量转换器”。能量转换率很。能量转换率很。能量转换率很。能量转换率很高。高。高。高。燃料电池燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池电池反应为：电池反应为： 燃料电池优点燃料电池优点:能量利用效率高、可连续能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点使用和污染轻等优点在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：总反应：总反应：总反应：总反应：C 锌为负极，在反应中失锌为负极，在反应中失去电子；电池工作时，去电子；电池工作时，电流由正极通过外电路电流由正极通过外电路流向负极
12、，而电子移动流向负极，而电子移动方向与电流方向相反方向与电流方向相反 学以致用由题给电极反应可以看出由题给电极反应可以看出H2SO4不断不断被消耗，故被消耗，故pH不断增大不断增大原电池工作时，整个电路中负电荷的原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向极流向PbO2极；内电路中，负电荷极；内电路中，负电荷(SO 和和OH)移向移向Pb极极D 学以致用题目解析题目解析题目解析题目解析C 学以致用归纳总结题目解析题目解析题目解析题目解析C 负极负极(即即Zn极极)在反应时消耗在反应时消耗OH则负极区溶液的则负极区溶液的pH应减小应减小发
13、生原电池反应时，电子由负极发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向极经外电路流向Ag2O极极在原电池中，负极发生氧化反应，在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应正极发生还原反应 当堂检测燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极 由于由于KOH参与电极反应，参与电极反应，所以所以KOH的物质的量浓度减小的物质的量浓度减小电解质溶液中，电解质溶液中，CO 几乎不移动几乎不移动B 当堂检测题目解析题目解析题目解析题目解析B当堂检测题目解析题目解析题目解析题目解析正极：正极：2O24H2O8e=8OHH2O2
14、负极负极:2H24OH4e=4H2O正极正极:O22H2O4e=4OH负极：负极：2H24e=4H正极：正极：O24H4e=2H2O大大小小负极：负极：CH410OH8e= 7H2O根据总反应式可知根据总反应式可知H2在反应中被氧在反应中被氧化，化，O2被还原，又因为是碱性溶液被还原，又因为是碱性溶液不可能有不可能有H参加或生成，故负极反参加或生成，故负极反应为应为2H24OH4e=4H2O,正极正极反应为反应为O22H2O4e=4OH。若将电解液换成酸性溶液，此时应考若将电解液换成酸性溶液，此时应考虑不可能有虑不可能有OH参加反应，也不可能参加反应，也不可能有有OH生成生成, 负极：负极：2H24e=4H，正极：正极：O24H4e=2H2O。由于由于(1)是在碱性条件下反应，是在碱性条件下反应，KOH量量不变，但工作时不变，但工作时H2O增多，故溶液变增多，故溶液变稀，稀，pH将变小；而将变小；而(2)中为酸溶液，中为酸溶液，H2SO4不变，水增多，溶液酸性变小，不变，水增多，溶液酸性变小，故故pH将变大。将变大。当堂检测
