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1、第二节第二节 化学电源化学电源第二课时第二课时化化学学电电池池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池铅蓄电池铅蓄电池锌银蓄电池锌银蓄电池镍镉电池镍镉电池锂离子电池锂离子电池普通干电池普通干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池 电池中的活性物质电池中的活性物质消耗到一定程度，就不能再次消耗到一定程度，就不能再次利用。利用。 又称充电电池或蓄又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复恢复工作能力，可多次重复使用。使用。 是一种连续地将燃是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转料和
2、氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称化成电能的化学电源，又称连续电池。连续电池。氢气、甲醇、天氢气、甲醇、天然气、煤气与氧然气、煤气与氧气组成燃料电池气组成燃料电池二、二次电池二、二次电池蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池或充电电池或充电电池或充电电池或充电电池 负极负极(Pb)：Pb (aq) -2e-+SO42- (aq) =PbSO4(s） 正极正极(PbO2)：PbO2(s）+2e-+4H+ (aq) +SO42- (aq) =PbSO4(s）+2H2O(l） 电池总反应电池总反应：Pb(s）+PbO2(s）+2H2SO4 (aq) =2PbSO4(s）+2H2O(l）铅蓄电池铅蓄电池1
3、 1、放电时（原电池）、放电时（原电池）、放电时（原电池）、放电时（原电池）阴极阴极(接电源负极接电源负极)：PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极阳极(接电源正极接电源正极)： PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)充电过程总反应：充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2 2、充电时（电解池）、充电时（电解池）、充电时（电解池）、充电时（电解池）铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2
4、H2SO4(aq)充电充电放电放电 缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、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、安全优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可靠、价格低廉 其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池池、聚合物锂离子蓄电池铅蓄电池的优缺点简析：铅蓄电池的优缺点简析：书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1 1 1确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反
5、应的物确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；质；质；质； 负极：还原剂负极：还原剂负极：还原剂负极：还原剂 ne ne- - = = 氧化产物氧化产物氧化产物氧化产物( ( ( (氧化氧化氧化氧化反应反应反应反应) ) ) ) 正极：氧化剂正极：氧化剂正极：氧化剂正极：氧化剂 + ne+ ne- - = = 还原产物（还原反应）还原产物（还原反应）还原产物（还原反应）还原产物（还原反应）2.2.2.2.电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（
6、如有规则（如有规则（如有规则（如“拆拆拆拆”、“平平平平”）；）；）；）；3 3 3 3将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，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；总反应减去一极反应即得到另一极反应；总反应减去一极反应即得到另一极反应；总反应减去一极反应即得到另一极反应；4 4 4 4溶液中不存在溶液中不存在溶液中不存在溶液中不存在OO2-2-： 在酸性溶液中它与在酸性溶液中它与在酸性溶液中它与在酸性溶液中它与H H H H结合成结合成结合成结合成HH
7、2 2OO，在碱性或，在碱性或，在碱性或，在碱性或中性溶液中它与水结合成中性溶液中它与水结合成中性溶液中它与水结合成中性溶液中它与水结合成OHOH- -。5 5 5 5书写负极失电子所得氧化产物和正极得电子所书写负极失电子所得氧化产物和正极得电子所书写负极失电子所得氧化产物和正极得电子所书写负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物时，要考虑电解质溶液：得还原产物时，要考虑电解质溶液：得还原产物时，要考虑电解质溶液：得还原产物时，要考虑电解质溶液： 与溶液中存在的某些离子有关；与溶液中存在的某些离子有关；与溶液中存在的某些离子有关；与溶液中存在的某些离子有关； 与溶液的酸碱性有关与溶液的酸
8、碱性有关与溶液的酸碱性有关与溶液的酸碱性有关( ( ( (如如如如4 4 4 4价的价的价的价的C C C C在酸性溶液在酸性溶液在酸性溶液在酸性溶液中以中以中以中以COCO2 2形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以COCO3 32-2-形式存在形式存在形式存在形式存在) ) ) )，书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：三、燃料电池三、燃料电池负极负极(Pt)：2H2-4e- =4H+正极正极(Pt)：O2+4H+4e- =2H2O电池总反应：电池总反应：2H2+O2=2H2O负极负极(Pt)：2H2-4e-
9、+4OH- =4H2O正极正极(Pt)：O2+2H2O+4e- =4OH-电池总反应：电池总反应：2H2+O2=2H2O1 1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池（1 1）酸性电解质（稀）酸性电解质（稀H2SO4）（2 2）碱性电解质）碱性电解质( (NaOH溶液溶液) )燃料电池与前几种电池的差别：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；氧化剂与还原剂在工作时不断补充； 反应产物不断排出；反应产物不断排出； 能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有，有利于节约能源。利于节约能源。 缺点：体积较大、附属设备较多缺点：体积较大、附属设备较多 优点
10、：能量转换率高、清洁、对环境好优点：能量转换率高、清洁、对环境好 其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池2 2、甲烷燃料电池、甲烷燃料电池负极负极(Pt)正极正极(Pt)：电池总反应：电池总反应：负极负极(Pt)：正极正极(Pt)：电池总反应：电池总反应：（1 1）酸性电解质）酸性电解质（2 2）碱性电解质）碱性电解质2 2、甲醇燃料电池、甲醇燃料电池（1 1）酸性电解质）酸性电解质（2 2）碱性电解质）碱性电解质负极负极(Pt)正极正极(Pt)：电池总反应：电池总反应：负极负极(Pt)：正极正极(Pt)：电池总反应：电池总反应：燃料电池的规律
11、燃料电池的规律 燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极 电极材料电极材料( (Pt、C) )一般不参加化学反应，只起一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。传导电子的作用。 电解质溶液不同时，正、负极反应及总反应都电解质溶液不同时，正、负极反应及总反应都有可能不同。有可能不同。 当酸做电解质时，负极产生当酸做电解质时，负极产生H+，正极消耗，正极消耗H+ ；而碱做电解质时，负极而碱做电解质时，负极消耗消耗OH-，正极，正极产生产生OH- 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用重视，可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物作电解的熔融盐混合物作电解质，质，CO为阳极燃气，空气与为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极的混合气体为阴极助燃气，制得在助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：的电池反应式： 阳极反应式：阳极反应式：2CO - - 4e- -+2CO32- - = 4CO2 阴极反应式：阴极反应式：_ 总电池反应式：总电池反应式：_O2+2CO2+4e- -= 2CO32- - 2CO+O2=2CO2
