化学人教版高中二年级选修4 化学选修四 第四章 第二节 化学电源PPt

普通干电池,手机电池,钮扣电池,笔记本电脑专用电池,摄像机专用电池,“神六”用太阳能电池,第二节化学电源（课时1）,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,你知道吗？,化学电源广泛应用于通讯、交通、文化、办公、家用电子产品,阅读教材P74，回答下列问题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，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。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。,一次电池：又称不可充电电池干电池二次电池：又称充电电池蓄电池燃料电池：氢氧燃料电池,负极是，正极是，电解质溶液是溶液。总反应式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2负极反应式：；正极反应式：。优缺点：,一、一次电池1、碱性锌锰电池,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缺点：多数只能一次使用，不能充电,KOH,Zn,MnO2,氢氧化氧锰,Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,由电池反应方程式书写电极反应式：找出氧化反应和还原反应的物质，确定正、负极反应的物质(注意介质是否参与反应)；利用电荷守恒分别写出电极反应式；验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。,2、锌银电池银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试根据总反应式回答下列问题：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag负极是，其依据是；负极反应式为；正极反应式是，反应类型是。,Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,在总反应中锌元素化合价升高，失去电子，锌为负极,Zn,还原反应,铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是，正极是，电解质溶液是。已知铅蓄电池的放电和充电反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)(1)请分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式负极：；正极：；(2)放电过程中，电解质溶液的pH变化是，理由是。,二、二次电池1、铅蓄电池：是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖PbO2，负极板上覆盖Pb,Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s),PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l),变大,H2SO4不断消耗，使c(H)减小，pH增大。,Pb,PbO2,H2SO4溶液,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,铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程，（阅读教材P76）人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电。,作业：锂电池具有质轻、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、电脑、手表、心脏起搏器等的电源。试根据锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)总反应式回答下列问题：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极是，其依据是；反应类型是。负极反应式为；正极反应式是，,氧化反应,3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S,Li,在总反应中锂元素化合价升高，失去电子，锂为负极,8Li-8e-=8Li+,普通干电池,手机电池,钮扣电池,笔记本电脑专用电池,摄像机专用电池,“神六”用太阳能电池,第二节化学电源（课时1）,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。,(三)燃料电池,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。,能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。,燃料电池与前几种电池的差别：,氧化剂与还原剂在工作时不断补充；,反应产物不断排出,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,4、燃料电池,负极H2：,正极O2：,总反应：O2+2H2=2H2O,氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。酸性介质,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,燃料电池,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,2H2-4e-=4H+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,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；,电池的发展方向,光电池使用方便,特别是近年来微小型半导体逆变器迅速发展,促使其应用更加快捷.美,日,欧和发展中国家都制定出庞大的光伏技术发展计划,开发方向是大幅度提高光电池转换效率和稳定性,降低成本,不断扩大产业.目前已有80多个国家和16,市场开拓从空间转向地面系统应用。,减少污染节约资源,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,1.若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应,2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐