高中化学反应原理 第四章(全章课件)人教版选修4hxkx442第二节　化学电源2.ppt

第二节化学电源 化学电源是将化学能变成电能的装置 化学电源 学与问 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 活性物质消耗到一定程度就不能再用了 也叫干电池 放电后可以再充电使活性物质获得再生 又称充电电池或蓄电池 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的电池 种类 优点 能量转换效率高 供能稳定可靠 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 易维护 可在各种环境下工作 电池优劣的判断标准 符号 a h kg a h l 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 比功率 符号是w kg w l 电池的储存时间的长短 比能量 指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小 一 一次电池 干电池 石墨棒是正极 在石墨棒周围填满mno2和炭黑的混合物 并用离子可以通过的长纤维纸作隔膜 在隔膜外是调成糊状的氯化铵 作为电解质溶液 锌筒为干电池外壳 它作为负极 干电池放电时的电极反应为锌筒 负极 zn s 2e zn2 aq 碳棒 正极 2mno2 2nh4 2e mn2o3 2nh3 h2o电池总反应为 zn 2mno2 2nh4 zn2 mn2o3 2nh3 h2o 1 普通电池 一 一次电池 干电池 2 碱性锌锰电池 锌粉和koh的混合物 mno2 金属外壳 负极是zn zn 2oh 2e zn oh 2正极是mno2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 电池总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 一 一次电池 干电池 3 锌银电池 负极是zn zn 2oh 2e zn oh 2正极是ag2o ag2o h2o 2e 2ag 2oh 电池总反应 zn ag2o h2o 2ag zn oh 2 教材上的写法zn 2oh 2e zno h2oag2o h2o 2e 2ag 2oh zn ag2o 2ag zno 二 二次电池 充电电池 蓄电池 负极为pb pb s 2e pbso4 s 正极为pb02 s pb02 s 4h aq 2e pbso4 s 2h2o l 总反应 pb s pb02 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 1 铅蓄电池 二次电池充电时 发生的电极反应与放电正好时相反 二 二次电池 充电电池 蓄电池 2 镍镉电池 镍镉电池负极为镉 在碱性电解质中发生氧化反应 正极由nio2组成 发生还原反应 cd极 负极 cd s 2oh aq 2e cd oh 2 s nio2极 正极 nio2 s 2h2o l 2e ni oh 2 s 2oh aq 总的放电反应 cd s nio2 s 2h2o l cd oh 2 s ni oh 2 s 二 二次电池 充电电池 蓄电池 3 锂电池 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料 使用非水电解质溶液的电池 最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生 由于锂金属的化学特性非常活泼 使得锂金属的加工 保存 使用 对环境要求非常高 所以 锂电池长期没有得到应用 随着二十世纪微电子技术的发展 小型化的设备日益增多 对电源提出了很高的要求 锂电池随之进入了大规模的实用阶段 二 二次电池 充电电池 蓄电池 4 锂电池 锂电池也叫锂离子电池锂离子电池目前由液态锂离子电池 lib 和聚合物锂离子电池 plb 两类 其中 液态锂离子电池是指li 嵌入化合物为正 负极的二次电池 正极采用锂化合物licoo2或limn2o4 负极采用锂 碳层间化合物 锂离子电池由于工作电压高 体积小 质量轻 能量高 无记忆效应 无污染 自放电小 循环寿命长 是21世纪发展的理想能源 锂离子电池发展简史锂电池和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池 这种电池的负极是金属锂 正极用mno2 socl2 cfx n等 70年代进入实用化 因其具有能量高 电池电压高 工作温度范围宽 贮存寿命长等优点 已广泛应用于军事和民用小型电器中 如移动电话 便携式计算机 摄像机 照相机等 部分代替了传统电池 三 燃料电池 以磷酸为电解质溶液时 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4h 4e 2h2o 总反应 2h2 o2 2h2o 三 燃料电池 以koh为电解质溶液时 负极 2h2 4oh 4e 2h2o 正极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 2h2 o2 2h2o 练习 以甲醇 ch3oh 为燃料 氧气 o2 为氧化剂 koh为电解质溶液 写出该电池的电极反应式和总的化学方程式 负极 ch3oh 4oh 6e 4h2o正极 3 2o2 3h2o 6e 6oh 总反应 ch3oh 2oh 3 2o2 3h2o 电极反应式书写应注意以下几点 1 电极反应一般写成离子反应 2 正极反应 负极反应 总反应式 3 氧化产物 还原产物的确定与电解质溶液有关 例如 在碱性溶液中 co2以co32 形式存在 电极反应式书写步骤 1 找物质 标得失 2 选离子 平电荷 3 配个数 巧用水 2 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率 因而受到重视 可用li2co3和na2co3的熔融盐混合物作电解质 co为阳极燃气 空气与co2的混合气为阴极燃气 制得在65 下工作的燃料电池 完成有关的电池反应式 负极反应式 2co 2co32 4co2 4e正极反应式 总反应式 o2 4e 2co2 2co32 2co o2 2co2 减少污染节约资源 高考题 06江苏 锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池 该电池具有能量密度大 电压高的特性 锂离子电池放电时的电极反应式为负极反应 c6li xe c6li1 x xli c6li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料 正极反应 li1 xmo2 xli xe limo2 limo2表示含锂的过渡金属氧化物 下列有关说法正确的是a 锂离