化学选4—化学电源.pptx

化学电池化学电池一次电池一次电池(干电池干电池)二次电池二次电池(充电电池或蓄电池充电电池或蓄电池)燃料电池燃料电池电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短符号符号(wh/kg)，(wh/L)比功率比功率符号是符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小化学电池化学电池电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准:比能量比能量指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。和电池组，使用方便。易维护，可在各种环境下工作。易维护，可在各种环境下工作。能量转换效率高，供能稳定可靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。优点优点:负极：负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2总反应：总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 碱性锌锰电池碱性锌锰电池正极：正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-负极：负极：Zn正极：正极：MnO2电解质：电解质：KOH锌银电池锌银电池负极：负极：Zn正极：正极：Ag2O电解质：电解质：KOH总反应：总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 负极：负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-一次电池一次电池二次电池二次电池阳极阳极阴极阴极阳极阳极铅蓄电池铅蓄电池Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)放电放电充电充电负极负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)阴极阴极:PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)放放 电电充充 电电接电接电源源正极正极接电接电源源负极负极燃料电池的规律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一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。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%)80%)，普通的只有，普通的只有30%30%，有利于节约能源。有利于节约能源。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：e-e-H2O2燃料电池燃料电池负极负极:2H2-4e-=4H+正极正极:O2+4H+4e-=2H2O总反应总反应:2H2+O2=2H2O电解质溶液为酸性电解质溶液为酸性:电解质溶液为碱性电解质溶液为碱性:负极负极:2H2+4OH-4e-=4H2O正极正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:2H2+O2=2H2OAPt(-)Pt(+)氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理负极室负极室正极室正极室隔膜隔膜电解质电解质溶液溶液（1）氢氧燃料电池）氢氧燃料电池 APt(-)Pt(+)e-e-CH4O2负极室负极室阳极室阳极室隔膜隔膜KOH溶液溶液甲烷氧气燃料电池工作原理甲烷氧气燃料电池工作原理负极负极:CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O正极正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应总反应:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O(2)烃类燃料电池烃类燃料电池甲醇电池的反应式为：甲醇电池的反应式为：负极：负极：2CH3OH12e16OH=2CO3212H2O正极：正极：3O26H2O12e=12OH总反应式：总反应式：2CH3OH3O24OH=2CO326H2O(3)醇类燃料电池醇类燃料电池用导线相连的两个铂电极插入用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极溶液中，然后向两极分别通入分别通入CH3OH(或乙醇或乙醇)和和O2，则发生了原电池反应。，则发生了原电池反应。BC练习练习1、一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气、一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（）的氧化锆（ZrO2）晶）晶体，在熔融状态下能传导体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料说法正确的。下列对该燃料说法正确的是是A、在熔融电解质中，、在熔融电解质中，O2-由负极移向正极由负极移向正极B、电池的总反应是：、电池的总反应是：2C4H10+13O2 8CO2+10H2OC、通入空气的一极是正极，电极反应为：、通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e +13O2-=4CO2+5H2O练习练习2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：总反应为：下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是A、放电时每转移、放电时每转移3mol电子，正极有电子，正极有1mol K2FeO4被氧化被氧化B、充电时阳极反应为：、充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2OC、放电时负极反应为：、放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2D、放电时正极附近溶液的碱性增强、放电时正极附近溶液的碱性增强放电放电充电充电3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOHA练习练习3、某可充电的锂离子电池以、某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池导电固体为电解质。放电时的电池反应为：反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是。下列说法正确的是A放电时，放电时，LiMn2O4发生氧化反应发生氧化反应 B放电时，正极反应为：放电时，正极反应为：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充电时，充电时，LiMn2O4发生氧化反应发生氧化反应D充电时，阳极反应为：充电时，阳极反应为：Li+e-=LiB