化学能和电能省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二节第二节 化学能与电能化学能与电能第二课时第二课时 发展中化学电源发展中化学电源第1页第2页干电池（锌锰电池）干电池（锌锰电池）使用最早化学电池，使用最早化学电池，属于一次性电池。属于一次性电池。第3页二、发展中化学电源二、发展中化学电源：Zn-2e-=Zn 2+：2NH4+2e-=2NH3+H2：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+H2 2NH4+2MnO2+2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O负极负极（锌筒）（锌筒）正极正极（石墨）（石墨）总反应总反应1.1.干电池（锌锰电池）干电池（锌锰电池）使用最早化学电池，使用最早化学电池，属于一次性电池。属于一次性电池。讨论讨论 干电池用久干电池用久后会有什么现象？试后会有什么现象？试解释出现这种现象原解释出现这种现象原因。因。应用应用 广泛用于卡式录广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。袖珍电视机等。第4页（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池最早使用充电电池最早使用充电电池正极材料上涂正极材料上涂有棕褐色有棕褐色PbOPbO2 2，负极材料是海负极材料是海绵状金属铅，绵状金属铅，两极浸在两极浸在H H2 2SOSO4 4溶液中。溶液中。2.2.充电电池充电电池（又称二次电池，能够重复）（又称二次电池，能够重复）第5页（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池2.2.充电电池充电电池（又称二次电池，能够重复）（又称二次电池，能够重复）负极：负极：负极反应：负极反应：正极：正极：正极反应：正极反应：电池工作一段时间后，电解质溶液电池工作一段时间后，电解质溶液PH PH Pb+SOPb+SO4 42-2-2e-2e-=PbSO=PbSO4 4PbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPbPbPbOPbO2 2升高升高铅蓄电池充电和放电总反应式：铅蓄电池充电和放电总反应式：Pb+PbOPb+PbO2 2+2SO+2SO4 422+4H+4H+2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O放电放电充电充电第6页（2 2）镍镉充电电池：）镍镉充电电池：它是一个体积少，含有残留性记忆充电电池，可重复它是一个体积少，含有残留性记忆充电电池，可重复使用使用500500次以上。它以次以上。它以CdCd为负极，为负极，NiO(OH)NiO(OH)为正极，为正极，KOHKOH为为电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，动剃须刀等，但有毒，废旧电池要回收处理，预防污染环但有毒，废旧电池要回收处理，预防污染环境。境。2NiO(OH)+Cd+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 充电充电放电放电写出电极反应式写出电极反应式负极负极(Cd)(Cd)正极正极(NiO(NiO（OH)OH)Cd-2eCd-2e-+2OH+2OH-=Cd(OH)=Cd(OH)2 2 2NiO(OH)+2e2NiO(OH)+2e-+2H+2H2 2O=2Ni(OH)O=2Ni(OH)2 2+2OH+2OH-第7页例例1 1：蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时解池作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生反应：发生反应：以下相关爱迪生蓄电池推断错误是（以下相关爱迪生蓄电池推断错误是（）A A放电时，放电时，FeFe是负极，是负极，NiONiO2 2是正极是正极 B B蓄电池电极能够浸入某种酸性电解质溶液中蓄电池电极能够浸入某种酸性电解质溶液中C C蓄蓄电池电极能够浸入电池电极能够浸入KOHKOH溶液中溶液中D D放电时，电解质溶液中阴离子向正极方向移动放电时，电解质溶液中阴离子向正极方向移动 BDBD第8页3 3、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池KOHKOH2H2H2 2+4OH+4OH-4e-4e-=4H=4H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-氢氧燃料电池氢氧燃料电池是一个新是一个新型化学电池，其结构如型化学电池，其结构如图示：两个电极均由多图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入气体孔性碳制成，通入气体由孔隙逸出，并在电极由孔隙逸出，并在电极表面放电。表面放电。电解质溶液为电解质溶液为KOHKOH溶液溶液总反应总反应:O:O2 2+2H+2H2 2=2H=2H2 2O O第9页氢氢 氧氧 燃燃 料料 电电 池池介质介质电池反应：电池反应：2H2+=2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH-4e-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-第10页（2 2）要要注注意意溶溶液液酸酸碱碱性性，适适当当在在电电极极方方程程式式两两边边添添加加H H+、OHOH、H H2 2O O，以遵照电荷守恒和质量守恒。，以遵照电荷守恒和质量守恒。原电池电极反应式书写注意事项：原电池电极反应式书写注意事项：（1 1）负氧正还负氧正还。要将总电池反应拆开，找出氧化反应。要将总电池反应拆开，找出氧化反应物质对（还原剂物质对（还原剂氧化产物）和还原反应物质对（氧化氧化产物）和还原反应物质对（氧化剂剂还原产物）分别作为负极和正极反应方程式。还原产物）分别作为负极和正极反应方程式。（3 3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。第11页用锂作负极电池统锂电池。在锂电池中不能使用电解质水溶液(为何?)。迄今已陆续创造了不少品种锂电池，其中最著名是锂碘电池。这种电池中电解质是固体电解质LiI，其中导电离子是I-。使用寿命长达，并有可能达，且对人体无不良影响。4 4、锂电池、锂电池第12页锂电锂电“是锂离子是锂离子电池俗称，它是电池俗称，它是当前综合性能最当前综合性能最好电池体系。锂好电池体系。锂离子电池负极是离子电池负极是碳素材料，如石碳素材料，如石墨。正极是含锂墨。正极是含锂过渡金属氧化物，过渡金属氧化物，如如LiMnLiMn2 2O O4 4。电。电解质是含锂盐有解质是含锂盐有机溶液。通常锂机溶液。通常锂离子电池并不含离子电池并不含金属锂金属锂 几款新型电池介绍几款新型电池介绍第13页万兆世纪科万兆世纪科技试验中心技试验中心于近日推出于近日推出了国内首款了国内首款笔记本智能笔记本智能外设外设万万兆移动兆移动笔记笔记本电池本电池。该该产品作为国产品作为国内首款笔记内首款笔记本专用智能本专用智能电池，引发电池，引发了业界广泛了业界广泛关注。关注。几款新型电池介绍几款新型电池介绍第14页英国Intelligent Energy企业日前宣告正在考虑上市燃料电池摩托车“ENV（Emissions Neutral ehicle）”。当前正以上市为目标、与摩托车生产厂商进行谈判。预计价格在6000美元（约合人民币4.9万元）左右，假如产量大话，还能够更廉价。ENVENV配置该企业可拆卸小型燃料电池组配置该企业可拆卸小型燃料电池组“Core”“Core”，补充一次氢燃料可连续行驶，补充一次氢燃料可连续行驶4 4个小时。最大时速为个小时。最大时速为80km/h80km/h。CoreCore经过鞋经过鞋盒大小小型制氢器来补充氢燃料。从摩托盒大小小型制氢器来补充氢燃料。从摩托车上拆下后，还可在车上拆下后，还可在ATVATV（全地形车）及（全地形车）及摩托艇等行驶工具上使用。摩托艇等行驶工具上使用。几款新型电池介绍几款新型电池介绍第15页TOM科技讯 本周科学家宣告研制出一个新型电池，这种电池以核原料放射性聚变为基础，所产生能量是同类型电池10倍，且能够使用以上而无其它费用。几款新型电池介绍几款新型电池介绍第16页用外观好像火药一样用外观好像火药一样“神奇黑土神奇黑土”锰酸锂做成大容量电池，装在改锰酸锂做成大容量电池，装在改造过造过“大公共大公共”上，一口气就能跑上上，一口气就能跑上220220公里，而其每公里只需耗公里，而其每公里只需耗电电0.680.68度度 几款新型电池介绍几款新型电池介绍第17页 一款一款NISSAN X-TRAILNISSAN X-TRAIL燃料燃料电池车许多媒体和观众驻足。电池车许多媒体和观众驻足。该车配置了该车配置了高能量紧凑型高能量紧凑型锂电池组。锂电池组。经过其独有高功率经过其独有高功率电机，可产生高达电机，可产生高达8585千瓦功率，千瓦功率，最高时速可达每小时最高时速可达每小时145145公里，公里，驾驶里程则超出驾驶里程则超出350350公里。这公里。这辆车展出，不但给辆车展出，不但给NISSAN X-NISSAN X-TRAIL(TRAIL(奇骏奇骏)迷们带来一个大迷们带来一个大大惊喜，更让环境保护人士们大惊喜，更让环境保护人士们欣喜不已，预示着未来汽车能欣喜不已，预示着未来汽车能源将朝着清洁、高效、安全方源将朝着清洁、高效、安全方向发展。向发展。几款新型电池介绍几款新型电池介绍第18页海水电池海水电池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3思索指出该电池正、负极材料、写出正、负极反应式和总反应式。负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：（AlAl）：）：4Al-12e-=4Al4Al-12e-=4Al3+3+（石墨）（石墨）3O3O2 2+6H+6H2 2O+12eO+12e =12OH=12OH19911991年我国首创以铝年我国首创以铝空气空气海水组成新型电池，可海水组成新型电池，可用于航标灯中。用于航标灯中。第19页钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成小圆盒，盒内靠正极一和负极盖组成小圆盒，盒内靠正极一端填充由端填充由AgAg2 2O O和少许石墨组成正极活性和少许石墨组成正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓极活性材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn氧化产物为氧化产物为ZnOZnO，银银-锌电池锌电池：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-Ag2O+Zn=ZnO+2Ag负极负极负极反应负极反应ZnZn正极正极正极反应正极反应总反应：总反应：Ag2O电池工作一段时间后，电解质溶液电池工作一段时间后，电解质溶液PH PH 基本保持不变基本保持不变第20页