高中化学 第四章 第2节 化学电源课件 新人教版选修4.ppt

第四章电化学基础 第2节化学电源 1 了解化学电源的种类及其工作原理 知道化学电源在生产 生活和国防中的实际应用 2 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用 3 掌握一次电池 二次电池 燃料电池的反应原理 会书写电极反应式 从生活中的电池出发 归纳出原电池的三种形式一次电池 二次电池 然料电池 一次电池具体探讨了普通干电池和碱性干电池 工作原理和电池结构 电极方程式书写是难点 最后归纳出各自的优点和缺点 二次电池也叫可充电电池 具体探讨了使用比较广泛的铅蓄电池 电池结构和工作原理 充电和放电电极方程式的书写 归纳出该电池的优缺点 以点带面的引出其他二次电池镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 聚合物锂离子蓄电池 燃料电池详细讲解了氢氧燃料电池 介质不同电极方程式不同 借助视频化解电极方程式书写这个难点 在日常生活和学习中 你用过哪些电池 你知道电池的其它应用吗 电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池 将化学能转换成电能的装置 将太阳能转换成电能的装置 将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置 化学电池的分类 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 也叫干电池 也叫充电电池或蓄电池 一 一次电池介绍 一次电池 普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 锌银电池 锂电池 6 普通锌锰干电池 7 普通锌 锰干电池的电极方程式 负极 锌筒 zn 2e zn2 正极 石墨 2mno2 2nh4 2e mn2o3 2nh3 h2o总反应 zn 2mno2 2nh4 zn2 mn2o3 2nh3 h2o也可以 负极 锌筒 zn 2e zn2 正极 石墨 2nh4 2e 2nh3 h2总反应 zn 2nh4 zn2 2nh3 h2 8 写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式 负极 正极 总反应 通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了 我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生 请推测可能是干电池中的什么成分起了作用 zn 2e zn2 2nh4 2e 2nh3 h2 zn 2nh4 zn2 2nh3 h2 锌筒变软 电池表面变得不平整 mno2 9 锌粉和koh的混合物 mno 2 金属外壳 碱性锌锰电池 负极 zn 2oh 2e zn oh 2 正极 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 10 锌银电池 负极 zn 2oh 2e zno h2o正极 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 总反应 zn ag2o zno 2ag 这种电池比能量大 电压稳定 储存时间长 适宜小电流连续放电 常制成纽扣式电池 广泛用于电子手表 照相机 计算器和其他微型电子仪器 11 锂电池 锂电池以金属锂作负极 石墨作正极 电解质溶液由四氯化铝锂 lialcl4 溶解在亚硫酰氯 socl2 中组成 负极 8li 8e 8li 正极 3socl2 8e so32 2s 6cl 总反应 8li 3socl2 6li li2so3 2s 12 二 二次电池介绍 二次电池 铅蓄电池 镉镍电池 氢镍电池 锌银电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 13 铅蓄电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 1 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 二 二次电池 14 阴极pbso4 s 2e pb s so42 aq 阳极pbso4 s 2h2o l 2e pbo2 s 4h aq so42 aq 总反应 2pbso4 s 2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 aq 铅蓄电池充电的反应 可以把上述反应写成一个可逆反应方程式 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 放电 充电 还原反应 氧化反应 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 放电过程 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 16 2pbso4 s 2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 aq 充电过程 pbso4 s 2e pb s so42 aq 还原反应 阴极 阳极 pbso4 s 2h2o l 2e pbo2 s 4h 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 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 大有发展前景的燃料电池燃料电池是利用氢气 天然气 甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池 目前燃料电池的能量转化率可达近80 约为火力发电的2倍 这是因为火力发电中放出的废热太多 燃料电池的噪声及硫氧化物 氮氧化物等废气污染都接近零 燃料电池发明于19世纪30年代末 经反复试验 改进 到20世纪60年代才开始进入实用阶段 第一代燃料电池的大致情况如下 燃料电池 优点 能量转化率高 可持续使用 对环境友好 用途 宇宙飞船 应用前景广阔 负极 2h2 4oh 4e 4h2o 正极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应方程式 2h2 o2 2h2o 20 燃料电池工作原理 2h2 4e 4h o2 4h 4e 4h2o 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 21 固体燃料电池 2h2 4e 2o2 2h2o o2 4e 2o2 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 航天技术上使用的一种电池 它具有高能 轻便 不污染环境等优点 用pt做电极 koh溶液做电解液 因其反应与氢氧燃烧相似 故称为氢氧燃烧电池 请写出各电极的电极反应 氢氧燃料电池 若将氢气换成甲烷 写出各电极的电极反应 将铂丝插入koh溶液作电极 然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气 可以形成原电池 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧 所以称作燃料电池 根据两极上反应的实质判断 通入甲烷的一极为 这一极的电极反应为 通入氧气的一极为 电极反应为 总反应为 负极 ch4 8e 10oh co32 7h2o 正极 o2 4e 2h2o 4oh ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 若将氢气换成甲烷 写出各电极的电极反应 24 1 蓄电池在放电时是起原电池作用 充电时是起电解池作用 爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应为 根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中错误的是 放电时 fe为负极 nio2为正极 充电时阳极上的电极反应为 ni oh 2 2e 2oh nio2 2h2o 放电时 电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中 蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中a 和 b 只有 c 和 d 和 a 25 2 下图为氢氧燃料电池原理示意图 按照此图的提示下列叙述正确的是 a a电极是负极b b电极的电极反应为 4oh 4e 2h2o 2 c 电池工作时 电子由正极通过外电路流向负极d 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 ad 26 3 熔融盐燃料电池具有高的发电效率 因而受到重视 可用