高中化学选修4化学电源ppt.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二节 化学电源,形形色色的电池,A,Cu,Zn,稀,H,2,SO,4,KOH,溶液,CH4,O,2,H,2,O,a,极,b,极,用途广泛的电池,用于汽车的铅蓄电池和燃料电池,化学电池,用途广泛的电池,用于“神六”的太阳能电池,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,摄像机专用电池,各式各样的纽扣电池,阅读课文,P73,页并回答系列问题：,1,、化学电池与其它能源相比有哪些优点？,2,、判断电池的优劣标准主要是什么？,3,、目前化学电池主要分哪几大类？,能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、易于维护、并可在各种环境下工作,单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即,比能量的大小,；输出功率的大小即,比功率的大小,以及电池的存储时间的长短,化学电池,一次电池,二次电池,燃料电池,碱性锌锰电池,铅蓄电池,氢氧燃料电池,锂离子电池,锌银蓄电池,普通干电池,锌银纽扣电池,一、一次电池,锌锰电池、,锌银电池、锂电池,1,、正负极材料,碱性锌锰电池,正极：,MnO,2,负极：,Zn,2,、工作机制,负极：,Zn+2OH,-,-2e,-,=Zn(OH),2,正极：,2MnO,2,+2H,2,O+2e,-,=2MnOOH+2OH,-,氢氧化氧锰,碱性锌锰电池构造示意图,氧化反应,还原反应,电解质：,KOH,总反应：,Zn+2MnO,2,+2H,2,O=2MnOOH,Zn(OH),2,3,、优缺点简析,缺点：,多数只能一次使用，不能充电；价格较贵,优点：,比能量和储存时间有所提高，适用于大电流,和连续放电,其它一次电池,锌银电池、锂电池,锌银电池（纽扣电池）,正极：,Ag,2,O+H,2,O+,2e,-,=2Ag+2OH,负极：,Zn+2OH,2e,-,=ZnO+H,2,O,总反应：,Zn+Ag,2,O=ZnO+2Ag,二、二次电池,铅蓄电池、,镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池,铅蓄电池,1,、正负极材料,正极：,PbO,2,负极：,Pb,2,、工作机制,电解质：,H,2,SO,4,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,放电过程总反应：,Pb(s)+PbO,2,(s)+2H,2,SO,4,(aq)=2PbSO,4,(s)+2H,2,O(l),Pb(s)+SO,4,2-,(aq)-2e,-,=PbSO,4,(s),正极：,PbO,2,(s)+4H,+,(aq)+SO,4,2-,(aq)+2e,-2PbSO,4,(s),+2H,2,O(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,2PbSO,4,(s)+2H,2,O(l),Pb(s)+PbO,2,(s)+2H,2,SO,4,(aq),充电过程,PbSO,4,(s)+2e,-,=Pb(s)+SO,4,2-,(aq),还原反应,阴极：,阳极：,2PbSO,4,(s)+2H,2,O(l)-2e,-,=PbO,2,(s)+H,+,(aq),+SO,4,2-,(aq),氧化反应,接电源负极,接电源正极,充电过程总反应：,2PbSO,4,(s)+2H,2,O(l)=Pb(s)+PbO,2,(s)+2H,2,SO,4,(aq),铅蓄电池的充放电过程：,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、聚合物锂离子蓄电池,（,2004,年江苏高考）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌,锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：,Zn,s,2MnO,2,s,H,2,O,l,Zn,OH,2,s,Mn,2,O,3,s,下列说法错误的是,A,电池工作时，锌失去电子,B,电池正极电极反应式为：,2MnO,2,s,H,2,O,l,2e,Mn,2,O,3s,2OH,aq,C,电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极,D,外电路中每通过,0,2 mol,电子，锌的质量理论上减小,6,5 g,答案：,C,三、燃料电池,氢氧燃料电池，,烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池,酸性氢氧燃料电池,1,、正负极材料,正极室：通氧气,负极室：通氢气,电解质：,H,2,SO,4,溶液,（氧化剂）,（燃料）,使用铂电极,2,、工作机制,2H,2,-4e,-,=2H,+,负极：,正极：,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,总反应：,2H,2,+O,2,=2H,2,O,3,、优缺点简析,缺点：,体积较大、附属设备较多,优点：,能量转换率高、清洁、对环境友好,其它燃料电池,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,CO,2,形式存在，在,碱性溶液中,以,CO,3,2,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；,4,溶液中不存在,O,2,：在酸性溶液中它与,H,结合成,H,2,O,、在碱性或中性溶液中它与水结合成,OH,；,练习：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有,酸式,和,碱式,两种，它们放电时的总反应都可以表示为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，,酸式,电池中电解质是,酸,，其,负,极反应可表示为,2H,2,-4e,-,=4H,+,，则其正极反应式为,_,_,。碱式电池的电解质是,碱,，其,正极,反应式为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,，则其负极反应可表示为,_,。,O,2,+4e,-,+4H,+,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,+4OH,-,=4H,2,O,练习、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中,a,极的电极反应式：,，,此时电池内总的反应式,：,。,KOH,溶液,CH,4,O,2,H,2,O,a b,CH,4,+10OH,-,-8e,-,=CO,3,2-,+7H,2,O,CH,4,+2O,2,+2KOH=K,2,CO,3,+3H,2,O,课堂练习,P78,习题,1,、,2,、,3,小结：,化学电源,1,、一次电池,2,、二次电池,3,、燃料电池,锌锰干电池,铅蓄电池,氢氧燃料电池,掌握每一类典型,电池的正负极、,电极反应；,了解,每一类电池的优,缺点；对其它电,池有初步的认识,减 少 污 染,节 约 资 源,