高中化学 专题1 化学反应与能量变化 1.2 化学能与电能的转化（第2课时）化学电源教学课件 苏教版选修4.ppt

组织建设 1 2 2化学电源 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 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 太阳能电池 原子能电池 1 电池材料 碱性锌锰电池 正极 mno2 负极 zn 2 工作原理 负极 zn 2oh 2e zn oh 2 正极 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 碱性锌锰电池构造示意图 电解质 koh 一 一次电池 总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 3 特点 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 正极 mno2和c 电池总反应 负极 zn zn 2mno2 2nh4cl 2mnooh zncl2 2nh3 zn 2e zn2 氧化反应 2mno2 2nh4 2e 2mnooh 2nh3 还原反应 普通锌锰干电池 一 一次电池 1 锂亚硫酰氯电池 li socl2 8li 3socl2 6licl li2so3 2s负极 正极 用途 质轻 高能 比能量高 高工作效率 高稳定电压 工作温度宽 高使用寿命 广泛应用于军事和航空领域 8li 8e 8li 3socl2 8e 6cl so32 2s 2 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 2mol电子 锌的质量理论上减小6 5g c 3 人造地球卫星使用一种高能电池 银锌电池 其电池的电极反应为 zn 2oh zno h2o 2eag2o h2o 2e 2ag 2oh 根据此判断氧化银是 a 负极 被氧化b 正极 被还原c 负极 被还原d 正极 被氧化 b 二 二次电池 铅蓄电池 1 电池材料 正极 pbo2 负极 pb 2 工作原理 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 1 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 负极 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 2 充电过程 pbso4 s 2e pb s so42 aq 阴极 阳极 2pbso4 s 2h2o l 2e pbo2 s h aq so42 aq 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 特点 缺点 比能量低 笨重 废弃电池污染环境 优点 性能优良 价格低廉 安全可靠 可多次充放电 使用方便 二 二次电池 4 zebra 蓄电池的结构如图所示 电极材料多孔ni nicl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔 下列关于该电池的叙述错误的是 a 电池反应中有nacl生成b 电池的总反应是金属钠还原三个铝离子c 正极反应为 nicl2 2e ni 2cl d 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 b 5 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述错误的是 a a为电池的正极b 电池充电反应为 limn2o4 li1 xmn2o4 xlic 放电时 a极锂的化合价发生变化d 放电时 溶液中的li 从b向a迁移 c 三 燃料电池 酸性氢氧燃料电池 1 电池材料 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 o2 h2 h2o 2 工作原理 2h2 4e 2h 负极 正极 o2 4h 4e 2h2o 总反应 2h2 o2 2h2o h oh 三 燃料电池 氧化剂与还原剂在工作时不断补充 反应产物不断排出 能量转化率高 超过80 普通的只有30 有利于节约能源 3 燃料电池与前几种电池的区别 缺点 体积较大 附属设备较多优点 能量转换率高 排放的废弃物少 运行噪音小 三 燃料电池 新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂 氧化剂物质全部贮藏在电池内 而是在工作时 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 三 燃料电池 6 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 2h2o 2h2 4e 4oh 4h2o 燃料电池的规律 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 7 氢气是燃料电池中最常见的燃料 使用方便 但受到价格和来源的限制 所以常用的燃料往往是某些碳氢化合物 如甲烷 汽油等 写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式和电池内总反应式 ch4 10oh 8e co32 7h2o ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 笔记本电脑专用电池 摄