化学电源课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第一节原

电

池第四章

化学反应与电能第二课时

化

学

电

源思考一：锌极上有气泡产生说明什么问题？问题探究一单液原电池思考二：H+在锌片上得电子会导致什么后果？思考三：该装置中发生了哪些能量的转化？思考四：电流是否发生了衰减？如果有，衰减的原因是什么？任务一：探寻原电池的发展过程问题探究二H2SO4溶液ZnCuAH2SO4溶液ZnACu浸有NaCl溶液的滤纸条ZnSO4溶液如何进行装置的改进？任务一：探寻原电池的发展过程盐桥：通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。特点：1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动2.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。3.离子只出不进。任务二：认识双液原电池一、双液原电池盐桥作用微观探索1.沟通内电路，形成闭合回路；2.提供离子，保持两溶液电中性；一、双液原电池Zn片Cu片ZnSO4SO42-Zn2＋H＋Cl－K＋K＋Cl－H＋电极反应：负极：正极：总反应：

2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑负极半电池正极半电池任务二：认识双液原电池双液原电池装置有哪些优点？2、提高了能量转化率（化学能→电能）；3、有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，能够防止装置中化学能的自动释放（自放电）即自损耗问题,增加了原电池的使用寿命。1、离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序，能够产生持续稳定的电流；【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。任务二：认识双液原电池盐桥具有离子运动的距离长、离子运动的通道窄、离子容量小的缺点，那可以怎样解决呢？任务二：认识双液原电池1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过3、质子交换膜：只允许H+通过2、阴离子交换膜：只允许阴离子通过交换膜双液原电池隔膜原电池任务二：认识双液原电池归纳总结单液原电池双液原电池隔膜原电池原电池模型例.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是A.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小B.乙烧杯中发生还原反应C.外电路的电流方向是从a到bD.电池工作时，盐桥中的

移向甲烧杯C电池的起源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”用太阳能电池生活中的电池分类任务三：了解常用电池电池的分类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任务三：了解常用电池15一、化学电池1概念:将化学能变成电能的装置2分类:碱性锌锰电池铅蓄电池氢（甲烷、甲醇等燃料）氧燃料电池等锂电池、镍镉电池银锌蓄电池锌银纽扣电池普通锌锰干电池燃料电池二次电池或可充电电池一次电池（干电池）化学电池活性物质消耗到一定程度不能再用，一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。放电后可以再充电反复使用3.优点具有

高,供能稳定可靠,使用方便,易于维护等优点。

4.判断电池优劣的主要标准(1)比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少(2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的大小(3)电池可储存时间的长短。能量转化率［单位：(w·h/kg)，(w·h/L)］[单位：（W/kg，W/L)]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。任务三：了解常用电池二、一次电池1、锌锰干电池普通锌锰电池负极：锌筒正极：石墨棒（包裹着MnO2）

电解质溶液：氯化锌和氯化铵糊主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)（-）ZnZnCl2、NH4Cl（糊状）石墨(ＭnO2)(+）

任务三：了解常用电池正极(C)：

MnO2

+NH4++e-=MnO(OH)+NH3总反应式：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O负极(Zn):

Zn-2e-=Zn2+正极(C)：

2MnO2

+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O任务三：了解常用电池放置不同时间后的普通锌锰干电池碱性电池

碱性锌锰干电池(2)组成:正极:

;负极:

;电解质:

。

(3)工作原理:负极反应:

;

正极反应:

;

MnO2ZnKOHZn+2OH--2e-==Zn(OH)2MnO2+e-+H2O==MnO(OH)+OH-总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。(-)Zn│KOH│MnO2(+)任务三：了解常用电池优点：结构简单、价格低廉。缺点：会发生自放电,使用寿命短，易胀气、漏液。容量高，能大电流连续放电。还具有优良的低温性能、储存性能和防漏性能。任务三：了解常用电池资料

①碱性干电池增大了正负极间的相对面积，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，锌也变成粉末状，同时采用了反应活性更高的电解二氧化锰粉；

②电流是单位时间内通过横截面的电量。

任务三：了解常用电池2、锌银电池负极：锌正极：Ag2O

电解质溶液：KOH总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag负极：Zn+2OH－

_2e-=Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH－

这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式微型电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器任务三：了解常用电池三、二次电池（蓄电池或可充电电池）1、铅酸蓄电池(1)组成:正极:

;负极:

;电解质:

。

PbO2

PbH2SO4(2)工作原理:铅酸蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程。放电过程的电极反应、总反应:负极:

;

正极:

;

总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。Pb+SO42--2e-=PbSO4

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O任务三：了解常用电池Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO42PbSO4(s)+2H2O(l)

放电

充电Pb(s)+SO42--2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H++SO42-+2e-

=PbSO4(s)+2H2O

氧化反应

还原反应负极：①放电过程②充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-

还原反应阴极：阳极：PbSO4(s)+2H2O-2e-=PbO2(s)+4H++SO42-

氧化反应负极接电源负极正极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4任务三：了解常用电池（3）优缺点简析缺点：比能量低、笨重、废弃电池（重金属）污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉任务三：了解常用电池2、镉镍电池2NiO(OH)+Cd+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2

放电充电负极材料：Cd；正极材料：涂有NiO(OH)，电解质KOH溶液。反应式：写出电极反应式。特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。

任务三：了解常用电池3、镍氢电池NiO(OH)+MHNi(OH)2+M放电充电负极材料：吸氢的金属或合金（如：LaNi5），用M表示,正极材料：涂有NiO(OH)，电解质KOH溶液。反应式：写出电极反应式。任务三：了解常用电池4、锂离子电池锂电池具有高效、安全环保、体积小的优点，多用于手机、笔记本、照相机和摄像机等电器负极LixCy任务三：了解常用电池放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。电极电极反应负极嵌锂石墨(______)：正极钴酸锂(

)：总反应LixCyLixCy－xe－=xLi＋＋CyLiCoO2Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy即负极产生Li＋，正极结合Li＋。任务三：了解常用电池四、燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。任务三：了解常用电池任务三：了解常用电池1、氢氧燃料电池电极材料：使用铂电极或多孔性碳负极：正极：通氢气（燃料）通氧气（氧化剂）H2SO4溶液电解液：H2－2e-=2H+O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2==2H2O任务三：了解常用电池电极材料：使用铂电极或多孔性碳负极：正极：KOH溶液电解液：总反应：2H2+O2=2H2OH2－2e-+2OH-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-通氢气（燃料）通氧气（氧化剂）任务三：了解常用电池请写出电解质分别为氯化钠溶液、熔融氧化物、熔融碳酸盐时的电极反应和总反应（1）碱性溶液：（2）酸性溶液：（3）能传导O2-的固体介质：（4）熔融碳酸盐介质：O2+4e-+2H2O=4OH-O2+4e-+4H+=2H2OO2+4e-=2O2－

O2+4e-+2CO2=2CO32－

规律小结1：燃料电池中不同介质环境下的正极反应任务三：了解常用电池(1)判断原电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂，确定还原产物和氧化产物。(2)写出电极反应式的主体部分

负极：还原剂-ne-=氧化产物正极：氧化剂+ne-=还原产物(3)观察电解质情况，酸性溶液使用H+，碱性溶液使用OH-，熔融氧化物使用O2-，熔融碳酸盐使用CO32-，结合电荷守恒和质量守恒，完成配平规律小结2：电极反应式的书写任务三：了解常用电池规律小结3：燃料电池结构特征及应用正极—助燃剂（氧气）负极—燃料（H2COCH4C2H6