化学电源苏教版化学必修2

1、1 1、知道日常生活中常用的化学电源、知道日常生活中常用的化学电源 和新型化学电池；和新型化学电池；2 2、了解一次电池、二次电池、燃料、了解一次电池、二次电池、燃料 电池等几类化学电池；电池等几类化学电池；3 3、掌握化学电池的构成，电极反、掌握化学电池的构成，电极反 应式及总反应式的书写。应式及总反应式的书写。在日常生活和学习中，你知道哪些电池？在日常生活和学习中，你知道哪些电池？用于用于“神六神六”的太阳能电池的太阳能电池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄像机专用电池摄像机专用电池普通锌锰电池普通锌锰电池碱性电池碱性电池 镍镍镉镉电电池池小型高性能燃料电池小型

2、高性能燃料电池 镍氢电池镍氢电池 纽扣电池纽扣电池电电池池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池电池的简单分类电池的简单分类（阅读教材（阅读教材P74）2 2、化学电池与其它能源相比有哪些优点？、化学电池与其它能源相比有哪些优点？3 3、判断电池的优劣标准主要是什么？、判断电池的优劣标准主要是什么？4 4、目前化学电池主要分哪几大类？、目前化学电池主要分哪几大类？1 1、什么叫化学电池？、什么叫化学电池？1 1、概念、概念: : 将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置2 2、分类、分类: :化学电池化学电池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池电池中的反应物质

3、进行一次氧化还原电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用反应并放电之后，就不能再次利用又称充电电池或蓄电池，可以多次反又称充电电池或蓄电池，可以多次反复使用，放电后可以充电复原再重新复使用，放电后可以充电复原再重新放电的电池放电的电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池转化成电能的化学电源，又称连续电池3、优点、优点:能量转换效率高，供能稳定可靠能量转换效率高，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，使用方便的电池和电池组，使用方便易维

4、护，可在各种环境下工作。易维护，可在各种环境下工作。4 4、电池优劣的判断标准、电池优劣的判断标准: :比能量比能量单位：单位：(wh/kg)，(wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率单位：（单位：（W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小. .电池的可储存时间的长短电池的可储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、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。功率大、储存时间长的电池，其质量好。一次电池一次电池普通锌锰

5、干电池普通锌锰干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池锌银电池锌银电池锂电池锂电池一、碱性锌一、碱性锌-锰干电池锰干电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：KOHZn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考思考该电池的正负极材料和电解质？该电池的正负极材料和电解质？电流稳定，放电容量、时间比干电电流稳定，放电容量、时间比干电池增大几倍，不会气涨或漏液。池增大几倍，不会气涨或漏液。优点：优点： ZnMnO2碱性锌锰电池的结构碱性锌锰电池的结构2、锌银电池、锌银电池

6、负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：KOH思考思考该电池的正负极材料和电解质？该电池的正负极材料和电解质？优点：优点： 钮扣电池钮扣电池ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2ZnAg2OZn2OH2e-Zn(OH)2Ag2OH2O2e-2Ag2OH电池容量大电池容量大,电压稳定电压稳定,储存时间储存时间长长,适宜小电流连续放电。适宜小电流连续放电。3、锂电池、锂电池目前已研究成功多种锂电池，其中用廉价的目前已研究成功多种锂电池，其中用廉价的r-MnO2作正极活作正极活性材料，电解液是性材料，电解液是LiClO4溶于碳酸丙烯（简称溶于碳酸丙烯（简称PC）和二甲基）和二甲基

7、氧乙烷（简称氧乙烷（简称DMF）的混合溶剂。）的混合溶剂。锂电池是以负锂电池是以负极为极为LiLi的电池（的电池（正极可以是正极可以是MnOMnO2 2 、 CuOCuO、FeSFeS2 2等等）。）。负极（负极（Li）：）：正极（正极（MnO2 ）：）：电池反应：电池反应：Li + MnO2 = LiMnO2Li - e- = Li +Li + + MnO2 + e- = LiMnO2 优点：优点： 锂电池的比能量高、电压高，锂电池的比能量高、电压高，工作温度宽，可储存时间长。工作温度宽，可储存时间长。二次电池二次电池铅蓄电池铅蓄电池镍镉电池镍镉电池镍氢电池镍氢电池银锌电池银锌电池锂离子电池

8、锂离子电池聚合物锂离子电池聚合物锂离子电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：思考思考该电池的正负极材料和电解质？该电池的正负极材料和电解质？放电放电Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2OPbO2PbPb + SO4 2 - -2e- =PbSO4PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2OH2SO4溶液溶液优点：优点：充电充电电池反应：电池反应：PbSO4+2e- =Pb+ SO42-阴极：阴极：阳极：阳极：2PbSO4 +2H2O-2e- = PbO2+4H+ + SO42-接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极2PbSO4+

9、2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4可重复使用、电压稳定、使用方便、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。安全可靠、价格低廉。铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)放电放电充电充电2、镉镍电池、镉镍电池 Cd+ 2NiO(OH) +2 H2O 2Ni (OH)2 + Cd(OH)2 放电放电充电充电 1/2H2+ NiO(OH) Ni(OH)2放电放电充电充电镉镍电池总反应：镉镍电池总反应：氢镍电池总反应：氢镍电池总反应：课后思考：课后思考：根据上面所给的总方程式，你能写出各极发生根据上面

10、所给的总方程式，你能写出各极发生的反应方程式吗？的反应方程式吗？3、氢镍电池、氢镍电池燃料电池燃料电池一种连续地将燃料和氧化剂的一种连续地将燃料和氧化剂的化学化学能直接转换成电能能直接转换成电能的化学电池。的化学电池。氢气、甲烷、肼、氢气、甲烷、肼、甲醇、氨、煤气甲醇、氨、煤气燃料：燃料：氧化剂：氧化剂：氧气或空气氧气或空气能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有，有利于节约能源。利于节约能源。燃料电池与前几种电池的差别：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；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出反应产物不断排出其构造如图示：

11、两个电极均由多其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。逸出，并在电极表面放电。1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池碱性介质碱性介质O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O负极负极: :正极正极: :总反应总反应: :燃料电池的规律：燃料电池的规律：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，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。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。（3 3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的）由燃料电池总反应减去正极的电极反应

12、式得负极的电极反应式。电极反应式。碱性（中性）介质碱性（中性）介质O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH-怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？（1 1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2 2）写出正极的电极反应式）写出正极的电极反应式( (一般较简单，都是一般较简单，都是O O2 2参加反应参加反应) )正极反应一般为：正极反应一般为：酸性介质酸性介质 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O +

13、 4e- = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-注意：注意：负极：负极：CH4+2OH-+2O2 =CO32 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O燃烧总化学反应：燃烧总化学反应：CH4+2O2=CO2+2H2O燃料电池总反应燃料电池总反应：正极：正极：2、甲烷燃料电池、甲烷燃料电池 电极为金属铂，电极为金属铂，电解质为电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。，在两极分别通入甲烷和氧气。注意：注意：3、其他燃料电池、其他燃料电池（电解质为（电解质为KOH）甲醇燃料电池甲醇燃

14、料电池肼燃料电池肼燃料电池电极反应式？电极反应式？（电解质为（电解质为KOH）新课程导学新课程导学（P51）铝铝空气空气海水电池海水电池4Al -12e-4Al3+3O2 +6H20+12e-120H-电池总反应式为：电池总反应式为：19911991年，我国首创以铝年，我国首创以铝- -空气空气- -海水为材料组成的新型海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质4Al+3O2+6H20=4Al(OH)3正极：正极：负极：负极：减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源新课程导学新课程导学（P50-51）【跟踪训练】【跟踪训练】

15、1、2、3、4 1. 航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为：两种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为：2H2 +O2 = 2H2O，酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示其负极反应可表示2H2 4e-=4H+，则其正极反应表，则其正极反应表示为：示为： ；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为为O2 + 2H2O + 4e-

16、 = 4OH-，则其负极反应可表示，则其负极反应可表示为：为： 。 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O 2.2.蓄电池在放电时是起原电池作用，充电时是起电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解池作用，爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应为：反应为： 根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中正确的根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中正确的是（是（ ）放电时，放电时，Fe为负极，为负极，NiO2为正极为正极充电时阳极上的电极反应为：充电时阳极上的电极反应为： Ni(OH)2-2e - +2OH-=Ni

17、O2+2H2O放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动。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酸性溶液中蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中 A.和和 B.只有只有 C.和和 D.和和 AAa电极是负极电极是负极Bb电极的电极反应为：电极的电极反应为：4OH-4 e2H2O 2 C电池工作时，电子由正电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极极通过外电路流向负极D氢氧燃料电池是一种具氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源有应用前景的绿色电源AD3.3.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的下图为

18、氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是提示，下列叙述正确的是4.据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH- 2CO32- + 6H2O，则下，则下列说法错误的是列说法错误的是放电时放电时CH3OH参与反应的电极为正极参与反应的电极为正极充电时电解质溶液的充电时电解质溶液的pH逐渐增大逐渐增大 放电时负极的电极反应为：放电时负极的电极反应为：CH3OH6e 8OH CO32 + 6H2O充电时每生成充电时每生成1 mol CH3OH转移转移6 mol电子电子 AA右边的电极为电池的负极，右边的电极为电池的负极， b处通入的是空气处通入的是空气B左边的电极为电池的负极，左边的电极为电池的负极， a处通入的是甲醇处通入的是甲醇C电池负极的反应式为：电池负极的反应式为： CH3OH+H2O6e=CO2+6H+D.电池的正极反