【课件】第3课时化学电池课件 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

第6章化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化第3课时化学电池导入一从伏打发明了人类历史上第一个具有实用价值的电池,人类从此就进入了使用能源的新纪元。文明社会发展至今,电池已经成为我们的生活中不可或缺的必需品,大家举例说说生活中有哪些类型的电池。电池多种多样,本节课我们来学习几种常见的化学电池。导入二[播放视频]“电池的发展史”。导入二[播放视频]“石墨烯电池”。导入二化学能转化为电能的原理的发现和各式各样电池装置的发明,是贮能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献,极大地推进了现代化的进程,改变了人们的生活方式,提高了人们的生活质量。化学电池是新能源和可再生能源的重要组成部分,本节课我们来学习几种常见的化学电池。一、一次电池和二次电池一次电池:放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)的电池,属于一次电池,如干电池。一、一次电池和二次电池锌锰干电池:负极:锌筒,电极反应式为Zn−2e−Zn2+。正极:石墨棒,被还原的物质是MnO2。电解质溶液:NH4Cl糊。一、一次电池和二次电池【拓展延伸】锌锰干电池在使用过程中,锌会逐渐溶解,锌外壳变薄,最后内部的糊状电解质会泄露出来,使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能,人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH,制成了碱性锌锰电池,广泛用于拉式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。碱性锌锰干电池的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH)。一、一次电池和二次电池二次电池:二次电池(充电电池)放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。常见的充电电池:铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。一、一次电池和二次电池铅酸蓄电池常用作汽车电瓶,其构造如图所示:负极:Pb+SO42−−2e−PbSO4正极:PbO2+4H++SO42−+2e−PbSO4+2H2O电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O一、一次电池和二次电池小试牛刀1.某普通锌锰干电池的结构如图所示,下列说法正确的是()A.锌筒是原电池的正极B.石墨电极上发生氧化反应C.NH4+

移向石墨电极D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒C一、一次电池和二次电池A2.氟离子电池是一种前景广阔的新型电池,其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg+2BiF3

3MgF2+2Bi(MgF2为难溶盐),电解质为熔融氟化物。下列说法正确的是()A.放电时,负极的电极反应式为Mg−2e−

+2F−MgF2

B.放电时,电子从镁电极流出,经电解质流向正极C.放电时,化学能完全转化为电能D.放电时,F-向正极移动二、燃料电池燃料电池的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等,电极本身只是一个催化转化原件。燃料电池中的燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出。二、燃料电池1.燃料电池的概念:一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。2.燃料电池的特点:(1)清洁、安全、高效。(2)能量转化率可以达到80%以上。(3)反应物不是储存在电池内部,而是从外部提供,供电量易于调节。3.燃料电池的应用:在航天、军事、交通等领域有广阔的应用前景。二、燃料电池[问题思考]

1.氢氧燃料电池的总反应方程式如何书写?2.如何判断氢氧燃料电池的正、负极?1.燃料电池相当于燃料的燃烧,氢氧燃料电池的总反应为2H2+O22H2O。2.从总反应的方程式可知,H2失电子,在负极上发生氧化反应,O2得电子,在正极上发生还原反应,则通H2

的一极作负极,通O2

的一极作正极。二、燃料电池氢氧燃料电池正、负极反应:电解质溶液负极正极酸性(H+)碱性(OH−)2H2−4e−4H+

O2+4H++4e−2H2O2H2−4e−

+4OH−4H2OO2+2H2O+4e−

4OH−在书写电极反应式时必须注意溶液的酸碱性,在酸性条件下不能出现OH−

,碱性条件下不能出现H+

。二、燃料电池小试牛刀1.正误判断。(1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电。()(2)燃料电池中,燃料在正极上发生氧化反应。()(3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能。()(4)原电池中正极材料一定发生还原反应。()(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。()×××××二、燃料电池2.某公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图所示,下列说法正确的是()A.电池工作时,电解质溶液中的H+

向b极移动B.a极发生的电极反应为H2+2e−

+2OH−2H2OC.b极为正极,发生氧化反应D.当外电路有1mol电子转移时,b极消耗5.6LO2A总结课堂练习1.下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜、锌、稀硫酸电池工作时,当转移0.2mol电子时,正极区可生成氢气2.24LC.氢氧燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰电池、镍镉电池、化学电池易造成环境污染,而氢氧燃料电池是环境友好型电池B课堂练习C2.碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法正确的是()A.Zn为正极,MnO2为负极B.该电池为二次电池C.负极的电极反应式为Zn+2OH−−2e−Zn(OH)2

D.工作时电子由MnO2经外电路流向Zn课堂练习3.有一种银锌微型纽扣电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn+2OH−−2e−ZnO+H2O、Ag2O+H2O+2e−2Ag+2OH−

,电池总反应为Ag2O+Zn2Ag+ZnO。下列有关叙述中不正确的是()A.Zn为负极、Ag2O为正极B.电池工作时,正极质量逐渐减小C.电池工作时,电子由Zn极经外电路流向Ag2O极D.电路中每通过0.2mol电子,负极的质量理论上减少6.5gD课堂练习C4.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2即可构成甲烷燃料电池。已知通入甲烷的一极的电极反应式为