化学电源-高二化学教学课件（人教版选择性必修1）

第一章化学反应的热效应第四章化学反应与电能第一节原电池本节重点常见一次电池和二次电池的工作原理第2课时

化学电源化学电源一次电池锌锰干电池可充电电池只能放电不能充电铅蓄电池可反复充放电燃料电池氢氧燃料电池能量利用率高，无污染一次电池是放电后不可充电的电池电解质溶液制成不流动胶状也叫干电池普通锌锰干电池碱性锌锰干电池锌银电池—纽扣电池主题1:一次电池一次电池（干电池）结构及电极反应原理（1）结构思考与交流

同学们根据干电池的结构，结合中学所学的知识分析干电池的原理？（2）原理电极反应活性物质负极：Zn正极：MnO2电极材料负极：Zn正极：石墨棒离子导体NH4Cl和ZnCl2混合物

另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH)主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)主题1:一次电池一次电池（干电池）结构及电极反应原理电池改进普通锌锰干电池即使不用，放置过久，也会失效（作为电解质的糊状NH4Cl显酸性，长期会腐蚀锌筒，造成漏液），为了充分而有效地利用锌锰干电池，我们要对普通锌锰干电池进行进一步的改进。优点：结构简单、价格低廉。缺点：会发生自放电,不同时间后的普通锌锰干电池.主题1:一次电池一次电池（干电池）结构及电极反应原理电解液:酸性NH4Cl→碱性KOH（离子导电性更好）负极：锌片→锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）优点：能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。碱性电池是个人音响、照相机等的首选电源。碱性电池主题1:一次电池一次电池（干电池）结构及电极反应原理meiyangyang8602

碱性锌锰干电池容量高，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。电极反应还原剂：Zn粉氧化剂

：MnO2电极材料负极：铜针正极：金属外壳离子导体KOH、离子型导电隔膜总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-

主题1:一次电池一次电池（干电池）结构及电极反应原理meiyangyang8602锌银电池—纽扣电池纽扣式银锌电池的总反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2

电解质液为KOH溶液，请写出的电极反应式。正极反应式Ag2O＋2e－＋H2O＝2Ag＋2OH－负极反应式Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2主题1:一次电池课堂检测1．微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是（

）A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低B．电池工作过程中，电解液中OH-向正极迁移C．负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2D．正极发生反应Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2OC课堂检测1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用.锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是………()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极电极反应为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)

C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路每通过0.2mole-,理论上减小锌的质量6.5gC课堂检测锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。①负极材料为____，电极反应为_________________。②正极的电极反应为_______________________________。8Li－8e－===8Li＋锂3SOCl2＋8e－===2S＋

＋6Cl－

必须在无水、无氧的条件下组装锂金属电池，原因是构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应。思考与交流

问题、干电池属于一次电池，是不能充电电池，那么我们如何解决一次电池浪费的问题?电压随着使用时间延长而下降当电池使用一段使电压下降时，可以给它通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”，也即二次电池。二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理（1）铅蓄电池的结构与原理原理铅蓄电池：(-)Pb|H2SO4|PbO2(+)负极(Pb)：Pb+SO42--2e-＝PbSO4

正极(PbO2)：PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2O总反应式：Pb+PbO2+4H++2SO42-＝2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电（化学能转变成电能）（电能转变成化学能）主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理（1）铅蓄电池的结构与原理汽车铅蓄电池特点：

铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。用途：

目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理（2）镍镉电池用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。电极反应（KOH为电解液）2NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2放电充电镍镉电池镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理meiyangyang8602

镍氢电池圆柱可充镍氢电池

方形可充镍氢电池

能量密度高；无镉污染，是一种绿色电池；可大电流快速充放电；电池工作电压为1.2V；在小型便携电子器件、电动工具、电动车辆和混合动力车上逐步得到应用。H2+2NiOOH2Ni(OH)2

放电充电总反应：电解质液为KOH溶液，请写出的电极反应式。主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理meiyangyang8602

镍氢电池H2+2NiOOH2Ni(OH)2

放电充电总反应：电解质液为KOH溶液，请写出的电极反应式。负极：放电正极：H2

-2e-+2OH-=2H2O2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-充电阴极：2H2O+2e-=H2+2OH-

阳极：2

Ni(OH)2

－2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理(3)锂离子电池

它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。主题2:二次电池二次电池结构及电极反应原理(3)锂离子电池负极材料：嵌锂层状石墨(LixC6

)正极材料：钴酸锂(Li1-xCoO2)电解液：锂导电有机电解液放电负极：

LixC6

－xe－＝6C+xLi+正极：

Li1-xCoO2+xe-+xLi+

＝LiCoO2Li+由石墨中脱嵌移向正极，嵌入LiCoO2晶体充电阴极：6C+xe－+xLi+＝LixC6

阳极：LiCoO2－xe-

＝Li1-xCoO2+xLi+

Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中总反应：LixC6+Li1-xCoO2LiCoO2＋6C放电充电主题2:二次电池铅蓄电池、锂离子电池比较主题2:二次电池一个特斯拉车主的独白：

不是在充电，就是在赶去充电的路上充电时间长!续航里程短!问题：如何解决诸如锂离子电池充电时间长，续航里程短的问题?主题2:二次电池课堂检测1.如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法不正确的是（）A．铅蓄电池属于二次电池，充电时电能转化为化学能B．电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板C．电池工作时，负极反应为：Pb-2e-+SO42-═PbSO4D．电池工作时，H+移向Pb板D课堂检测2.电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是（

）A.工作时，溶液中OH-向电极a移动B.a极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2OC.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：5D.O2在电极b上发生还原反应C课堂检测D3．一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是（

）A．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4molLi+向多孔碳电极移动B．可将有机电解液改为水溶液C．金属锂作正极，发生氧化反应D．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH课堂小结

（1）概念:将化学能变成电能的装置（2）分类:①一次电池又称不可充电电池——如：干电池②二次电池又