高中化学选修化学电源.ppt

第二节第二节 化学电源化学电源形形色色的电池A CuZn稀H2SO4KOH溶液CH4 O2H2Oa极 b极用途广泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料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 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Ø 碱性锌锰电池正极：MnO2负极：Zn2、工作机制负极：Zn + 2OH- -2e- =Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O+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 + 2MnO2 + 2H2O =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 Ø 其它一次电池 锌银电池、锂电池……锌银电池（纽扣电池）正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH－负极：Zn +2OH－ —2e- =ZnO+H2O总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag二、二次电池铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池 …… Ø 铅蓄电池1、正负极材料正极：PbO2负极：Pb 2、工作机制电解质：H2SO4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)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s)正极： PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =2PbSO4 (s)+2H2O(l)氧化反应还原反应负极：①放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)①充电过程PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应阴极：阳极： 2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + H+(aq)+ SO42-(aq) 氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(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 Ø 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＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3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：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋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…… Ø 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：H2SO4溶液（氧化剂）（燃料）使用铂电极2、工作机制2H2 - 4e- = 2H+负极：正极：O2 + 4H+ +4e- = 2H2O总反应：2H2 + O2 = 2H2O3、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Ø 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CO2形式存在， 在碱性溶液中以CO32－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O2－：在酸性溶液中它与 H＋结合成H2O、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2H2+O2=2H2O，酸式电池中电 解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e- =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O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表 示为 ________O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O 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CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O课堂练习P78 习题1、2、3 小结：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。