化学能和电能专题培训课件.ppt

化学能和电能化学能和电能2 2干电池（锌锰电池）干电池（锌锰电池）使用最早的化学电池，使用最早的化学电池，属于一次性电池。属于一次性电池。二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源：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）使用最早的化学电池，使用最早的化学电池，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的解释出现这种现象的原因。原因。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。（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池最早使用的充电电池最早使用的充电电池正极材料上涂正极材料上涂有棕褐色的有棕褐色的PbOPbO2 2，负极材料是，负极材料是海绵状的金属海绵状的金属铅，两极浸在铅，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）（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，电解质溶液的电池工作一段时间后，电解质溶液的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的总反应式：铅蓄电池充电和放电的总反应式：Pb+PbOPb+PbO2 2+2SO+2SO4 422+4H+4H+2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O放电放电充电充电（2 2）镍镉充电电池：）镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用复使用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为电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、为电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，电动剃须刀等，但有毒，废旧电池要回收处理，防止污染但有毒，废旧电池要回收处理，防止污染环境。环境。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-例例1 1：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是（下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是（）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蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中C C蓄电池的电极可以浸入蓄电池的电极可以浸入KOHKOH溶液中溶液中D D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 BDBD3 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种新是一种新型的化学电池，其构造型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。电极表面放电。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-（2 2）要要注注意意溶溶液液的的酸酸碱碱性性，适适当当的的在在电电极极方方程程式式两两边边添加添加H H+、OHOH、H H2 2O O，以遵循电荷守恒和质量守恒。，以遵循电荷守恒和质量守恒。原电池电极反应式的书写注意事项：原电池电极反应式的书写注意事项：（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。用锂作负极的电池统锂电池。在锂电池中不能用锂作负极的电池统锂电池。在锂电池中不能使用电解质水溶液使用电解质水溶液(为什么为什么?)?)。迄今已陆续发明。迄今已陆续发明了不少品种的锂电池，其中最著名的是锂碘电了不少品种的锂电池，其中最著名的是锂碘电池。这种电池中的电解质是固体电解质池。这种电池中的电解质是固体电解质LiILiI，其，其中的导电离子是中的导电离子是I I-。使用寿命长达。使用寿命长达1010年，并有年，并有可能达可能达1414年，且对人体无不良影响。年，且对人体无不良影响。4 4、锂电池、锂电池锂电锂电“是锂离子是锂离子电池的俗称，它电池的俗称，它是目前综合性能是目前综合性能最好的电池体系。最好的电池体系。锂离子电池负极锂离子电池负极是碳素材料，如是碳素材料，如石墨。正极是含石墨。正极是含锂的过渡金属氧锂的过渡金属氧化物，如化物，如LiMnLiMn2 2O O4 4。电解质。电解质是含锂盐的有机是含锂盐的有机溶液。通常锂离溶液。通常锂离子电池并不含金子电池并不含金属锂属锂 几款新型电池简介几款新型电池简介万兆世纪科万兆世纪科技实验中心技实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，引起电池，引起了业界的广了业界的广泛关注。泛关注。几款新型电池简介几款新型电池简介英国英国Intelligent Intelligent EnergyEnergy公司日前宣公司日前宣布正在考虑上市燃布正在考虑上市燃料电池摩托车料电池摩托车“ENV“ENV（Emissions Emissions Neutral Neutral ehicleehicle）”。目前。目前正以正以20062006年上市为年上市为目标、与摩托车生目标、与摩托车生产厂商进行谈判。产厂商进行谈判。预计价格在预计价格在60006000美美元（约合人民币元（约合人民币4.94.9万元）左右，万元）左右，如果产量大的话，如果产量大的话，还可以更便宜还可以更便宜。ENVENV配备该公司可拆卸小型燃料电池组配备该公司可拆卸小型燃料电池组“Core”“Core”，补充一次氢燃料可持续行驶，补充一次氢燃料可持续行驶4 4个小时。最大时速为个小时。最大时速为80km/h80km/h。CoreCore通过鞋通过鞋盒大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩盒大小的小型制氢器来补充氢燃料。从摩托车上拆下后，还可在托车上拆下后，还可在ATVATV（全地形车）（全地形车）及摩托艇等行驶工具上使用。及摩托艇等行驶工具上使用。几款新型电池简介几款新型电池简介TOMTOM科技讯科技讯 本周本周科学家宣布研制科学家宣布研制出一种新型电池，出一种新型电池，这种电池这种电池以核原以核原料的放射性聚变料的放射性聚变为基础为基础，所产生，所产生的能量是同类型的能量是同类型电池的电池的1010倍，且倍，且可以使用可以使用1010年以年以上而无其他费用。上而无其他费用。几款新型电池简介几款新型电池简介用外观好像火药一样的用外观好像火药一样的“神奇黑土神奇黑土”锰酸锂做成的大容量电池，装锰酸锂做成的大容量电池，装在改造过的在改造过的“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，而其每公里公里，而其每公里只需耗电只需耗电0.680.68度度 几款新型电池简介几款新型电池简介 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。该车配备了该车配备了高能量紧凑型高能量紧凑型锂电池组。锂电池组。通过其独有的高功通过其独有的高功率电机，可产生高达率电机，可产生高达8585千瓦的千瓦的功率，最高时速可达每小时功率，最高时速可达每小时145145公里，驾驶里程则超过公里，驾驶里程则超过350350公里。这辆车的展出，不仅给公里。这辆车的展出，不仅给NISSAN X-TRAIL(NISSAN X-TRAIL(奇骏奇骏)迷们带迷们带来一个大大惊喜，更让环保人来一个大大惊喜，更让环保人士们欣喜不已，预示着未来的士们欣喜不已，预示着未来的汽车能源将朝着清洁、高效、汽车能源将朝着清洁、高效、安全的方向发展。安全的方向发展。几款新型电池简介几款新型电池简介海水电池海水电池4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3思考指出该电池的正、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年我国首创的以铝年我国首创的以铝空气空气海水组成的新型电池，海水组成的新型电池，可用于航标灯中。可用于航标灯中。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的小圆盒，盒内靠正极和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由一端填充由AgAg2 2O O和少量石墨组成的正极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，电解质溶液为浓作负极活性材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，已知电池内溶液，已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为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，电解质溶液的电池工作一段时间后，电解质溶液的PH PH 基本保持不变基本保持不变