4.1.2化学电源 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节原电池第1课时化学电源第四章化学反应与电能清水河县普通高级中学

翁

鹏市场上令人眼花缭乱的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池化学电池用途广泛的电池用于“神十八”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池阅读课文P98页并回答下列问题：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、目前化学电源主要分哪几大类？

方便携带、易于维护，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及电池组。

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[单位是（W•h）/kg,（W•h）/L]，或者输出功率的大小即比功率的大小[单位是W/kg,W/L]以及电池的存储时间的长短化学电池一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅酸蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池锌银蓄电池普通（锌锰）干电池锌银纽扣电池必备知识·自主学习1.干电池一次性最早使用的化学电池是锌锰电池,它是一种_______电池,放完电后不能再使用。一次电池（普通锌锰干电池）负极(锌筒):______________正极(石墨):______________电解质:总反应：Zn-2e-==Zn2+KOH(1)工作原理NH4Cl2NH4++2e-==2NH3↑+H2↑2NH4++Zn==2NH3↑+H2↑+Zn2+(2)特点:①锌外壳变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀；在外壳套上防腐金属筒或塑料筒。②电解质NH4Cl显酸性，放电时间短，电压下降快，使用寿命短；将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的____,并在构造上作了改进,可制成碱性锌锰电池。MnO2的作用:将正极生成的氢气氧化为水。1、正负极材料碱性锌锰电池正极：MnO2负极：Zn2、工作原理负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2总反应：碱性锌锰电池构造示意图

氧化反应电解质：KOHZn+2MnO2+2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2氢氧化氧锰正极：3、优缺点简析缺点：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。其它一次电池锌银电池、锂电池……2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

还原反应锌银电池（纽扣电池）正极：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH－负极：Zn+2OH－

—2e-=Zn（OH）2总反应：

Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag二、二次电池铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……铅酸蓄电池1、正负极材料正极：PbO2负极：Pb2、工作原理电解质：H2SO4溶液铅酸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放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4

正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

氧化反应

还原反应负极：（1）放电过程铅酸蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程注意：正负极质量都增加原电池、电解池产生气体标明“↑”，但产生沉淀不标明“↓”2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4（2）充电过程PbSO4+2e-=Pb+SO42-

还原反应阴极：阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+

+SO42-

氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅酸蓄电池的充放电过程：充电放电3、优缺点简析缺点：比能量低、笨重优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉随堂练习关于铅蓄电池放电时的说法正确的（）

A．电池的负极材料是铅板

B．正极发生的反应是

Pb+SO42--2e-=PbSO4C．电池中硫酸的浓度不发生变化

D．负极质量减少、正极质量增加A负极材料：嵌锂层状石墨(LixC6

)正极材料：钴酸锂(LiCoO2)电解液：锂导电有机电解液锂离子电池

锂离子电池中不含有金属态的锂，它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭/石墨）中形成负极。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。LiCoO2LixC6总反应：正极：

负极：

放电阳极：阴极：充电LixC6+Li1-xCoO2LiCoO2＋6C放电充电LixC6

－xe－＝6C+xLi+Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO26C+xe－+xLi+＝LixC6

LiCoO2－xe-

＝Li1-xCoO2+xLi+

Li+由石墨中脱嵌移向正极，嵌入LiCoO2晶体Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中锂离子电池磷酸铁锂系锂离子电池：负极：正极：放电充电阴极：正极：LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4放电充电6C+xLi++xe-

＝LixC6LiFePO4

－xe-＝Li1-xFePO4+xLi+

LixC6

－xe-

＝xLi++6CLi1-xFePO4+xe-+xLi+

＝LiFePO4总反应：

请写出的电极反应式随堂练习负极材料：嵌锂层状石墨(LixC6

)正极材料：钴酸锂(Li1-xCoO2)电解液：锂导电有机电解液总反应：正极：

负极：

放电阳极：阴极：充电LixC6+Li1-xCoO2LiCoO2＋6C放电充电LixC6

－xe－＝6C+xLi+Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO26C+xe－+xLi+＝LixC6

LiCoO2－xe-

＝Li1-xCoO2+xLi+

Li+由石墨中脱嵌移向正极，嵌入LiCoO2晶体Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中

锂离子电池锂离子电池中不含有金属态的锂，它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭/石墨）中形成负极。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。1.2二次电池高中化学选择性必修1(三、燃料电池氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……酸性氢氧燃料电池1、正负极材料正极室：通氧气负极室：通氢气电解质：H2SO4溶液（氧化剂）（燃料）电极材料：铂电极2、电极反应2H2-4e-=4H+负极：正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O3、优缺点简析缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高（超过80%）、清洁、对环境友好介质电池总反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-氢氧燃料电池特点：（1）电极材料本身不参与氧化还原反应；（2）工作时，燃料和氧化剂由外部供给并在电

极上进行反应。介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

负极正极负极

正极2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

固体燃料电池练习1、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请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：

，此时电池内总的反应式：

。