6.1.4++化学电源和燃料电池++课件+2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章

化学反应与能量

第一节化学反应与能量变化

第4课时化学反应与电能化学电源和燃料电池【学习目标】通过观察现象、原理分析，会判断原电池的正极、负极，能正确书写简单原电池的电极反应式，了解常见的化学电源，感受化学能转化为电能的奇妙。【新课导入】干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池【问题导学】正极负极电解质溶液e-这种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），属于一次电池。+-逐渐消耗不断被还原电池电压逐渐降低，最后失效锌锰干电池构造原理1.一次电池

根据课本和原电池的工作原理，分析锌锰干电池的工作原理？【点拨精讲】负极：Zn—2e—=Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e—=2MnOOH+2NH3↑总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH1.一次电池

锌锰干电池优点：制作简单，便于携带，价格便宜；缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液

（锌外壳变薄）糊状NH4Cl显酸性）碱性锌锰干电池1.一次电池

湿的氢氧化钾NH4Cl糊状电解液总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)负极反应：Zn+2OH——2e—=Zn(OH)2正极反应：2MnO2+2H2O+2e—=2MnO(OH)+2OH—锌粉取代锌筒，KOH取代NH4Cl，增大接触面积加快反应速率，减少电池内阻，电流大电压高寿命长优点充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。铅酸蓄电池镍氢电池锂离子电池2.二次电池（充电电池）

2.二次电池

铅酸蓄电池汽车用铅酸蓄电池正极：PbO2

负极：Pb

电解质溶液：稀硫酸总反应：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42-－2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

放电

充电(PbSO4难溶于水)铅酸蓄电池的电极反应物和放电后的产物，均以固体的形式附着在电极材料表面，充、放电时可以互相转化，实现电池的重复使用。镍氢电池负极：正极：MH-e-+OH-=M+H2OMH—NiO(OH)—KOH溶液NiO(OH)+e-=NiO+OH-总反应：

NiO(OH)+MHNiO+M+H2O放电过程锂离子电池电池总反应：LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy负极：LixCy-xe-=xLi++Cy正极：Li1-xCoO2+xLi++xe-

=LiCoO2石油焦炭和石墨作负极材料无毒，且资源充足，锂嵌入碳中（Li看作0价），克服了锂的高活性用途：广泛用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子设备。利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。燃料和氧化剂分别发生氧化反应和还原反应；且总反应不写反应条件清洁、安全、高效(能量转化率可以达到80%以上),环境友好。优点3.与其他电池的区别2.原理1.燃料电池以氢氧燃料电池和甲烷燃料电池为例，思考如何书写电极反应式？正、负极反应式与电解质溶液有关，正、负极反应式归纳如下：电解质溶液负极正极酸性(H＋)中性(Na2SO4)碱性(OH－)H2－2e－===2H＋H2－2e－===2H＋H2－2e－＋2OH－===2H2OO2＋4H＋＋4e－===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－O2＋2H2O＋4e－===4OH－电解质溶液负极正极酸性(H＋)碱性(OH－)CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2O2O2＋8e－＋8H＋=4H2O2O2＋8e－＋4H2O=8OH－原电池电极反应式的书写步骤：a.列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，标出电子得失。b看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，OH－不能存在，应生成水；碱性介质中，H＋不能存在，应生成水；电极反应式同样要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。c.两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。【温馨提示】若某电极反应式较难写出时，可先写出较易写的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。【课堂小结】化学反应与电能化学电池一次电池：锌锰干电池二次电池：铅酸蓄电池、锂离子电池发展中的燃料电池【当堂检测】1.下列电池不属于二次电池的是ABCD

手机用锂电池电动汽车用电池铅酸蓄电池锌锰干电池D【当堂检测】2.下列说法正确的是(

)A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C．化学电池的3反应基础是氧化还原反应D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2C3.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（

）A．b电极是正极B．总反应方程式为2H2+O2==2H2OC．a电极每消耗2.24LH2，转移电子0.2molD．氢氧燃料电池是一种具有广泛应用前景的绿色电源C【解析】b电极通入氧气，氧气得到电子，因此是正极，A正确；总反应方程式就是氢气燃烧的方程式，为2H2+O2＝2H2O，B正确；a电极电极方程式：H2-2e-+2OH-=2H2O，标况下每消耗2.24LH2即0.1mol，转移电子0.2mol，但是没有说明气体所处条件，C错误；氢氧燃料电池的生成物是水，没有污染，因此是一种具有广泛应用前景的绿色电源，D正确；答案选C。4.可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：