6.1.3+化学电源【核心素养新教学】2025-2026学年高一化学同步教学课件（人教版必修第二册）

高中化学人教版（2019）必修第二册第3课时第一节化学反应中的能量变化

第六章化学反应与能量化学电源化学与生活弗里茨·哈伯第一个从空气中制造出氨的科学家，加速了世界农业的发展，因此获得1918年诺贝尔化学奖。普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池心脏起搏器电池氢氧燃料电池二次电池一次电池燃料电池学习目标1、了解干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2、能正确书写简单化学电源的电极反应式。核心素养1、创新意识：利用原电池原理能设计原电池。32、宏观辨识与微观探析：会分析物质化学变化中的能量变化与物质微观结构的关系。原理：理论上任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池设计思路(1)定反应：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。(2)拆两半：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，

分别作为负极和正极的电极反应

还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；

氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。(3)找材料：电极材料必须导电，负极材料一般选择较活泼的金属材料，

或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；

电解质溶液一般能与负极反应。(4)画装置：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。原电池·设计设计化学电源设计原电池，以Fe+CuSO4==FeSO4+Cu进行设计，画出原电池示意图，标出正负极和电子移动方向，并写出该电池的正负极电极反应式。原电池·设计探究原电池·设计电解质溶液序号电极（大小相同）电极间距水果种类电流表示数(μA)①Cu—Al2.0cm西红柿78.5②Cu—Fe2.0cm西红柿70.3③Al—Al2.0cm西红柿0④Cu—Al2.0cm柠檬45.7⑤Cu—Al1.0cm柠檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm柠檬104.5原电池·设计电极材料的选择对电池效果的影响？序号电极（大小相同）电极间距水果种类电流表示数(μA)①Cu—Al2.0cm西红柿78.5②Cu—Fe2.0cm西红柿70.3③Al—Al2.0cm西红柿0④Cu—Al2.0cm柠檬45.7⑤Cu—Al1.0cm柠檬98.4⑥石墨棒—Al1.0cm柠檬104.5对比实验①②③或⑤⑥，得出结论:在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好。原电池·设计练习：选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池。回答下列问题：(1)负极材料：___；正极材料：__________；电解质溶液：___________。(2)写出电极反应式正极：__________________；负极：________________。(3)原电池中电子从______极流出，电解质溶液中阴离子流向____极(填“正”或“负”)。铜银(或碳棒)AgNO3溶液2Ag＋＋2e－===2AgCu－2e－===Cu2＋负负原电池·设计总反应Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3↑+H2O一次电池放电后不可再充电一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池负极：Zn-2e-=Zn2+正极：

+2e-+2MnO2=2NH3↑+Mn2O3+H2O0+4+2+31、普通锌锰电池优点：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）Zn—MnO2

—NH4Cl化学电源电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

负极：Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2

正极：2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+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0+4+3+22、碱性锌锰电池pH值增大Zn—MnO2

—KOH化学电源微型银—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+H2O（）总反应未消耗KOH，但是耗水，所以C增大+100+2化学电源2.二次电池

（1）特点：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。

（2）类型：常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等。广泛使用的铅酸蓄电池新一代可充电的绿色电池

锂离子电池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。化学电源电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O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。负极：Pb+

–2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++

+2e-=PbSO4+2H2O30%稀硫酸优点：电流稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉缺点：单位质量输出的电能少（比能量低），废弃电池污染环境+40+21、铅酸蓄电池Pb—PbO2—H2SO4化学电源锂离子电池工作原理示意图电池总反应：LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy负极：LixCy-xe-=xLi++Cy正极：Li1-xCoO2+xLi++xe-

=LiCoO2反应物离子导体负极：Li正极：LiCoO2六氟磷酸锂的碳酸酯溶液(无水)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4、锂离子电池优点：能量密度大，没有记忆效应。循环性能优越、可快速充放电。使用寿命长。不含有毒有害物质，被称为绿色电池。缺点：价格较昂贵。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。化学电源随堂练习4．如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法错误的是()A．铅蓄电池充电时电能转化为化学能B．电池放电时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板C．电池放电时，H＋移向PbO2板D．负极反应：Pb＋2e-＋=PbSO4Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O负极：Pb+

–2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++

+2e-=PbSO4+2H2O电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节一号电池烂在地里，能使１万平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量。废旧电池的回收利用

化学电源氢燃料电池车燃料电池是一种能量转化装置，将燃料的化学能转化为电能。氢氧燃料电池利用了电解水的逆反应，以C或Pt作为电极材料，实现能量转化。氢氧燃料电池发热效率高、产物仅为水、可实现完全无污染资料卡片化学电源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。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1.三、燃料电池化学电源H2SO4(aq)H2O2—+负极：2H2-4e-

=4H+正极：O2+4e-

+4H+

=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O酸性:NaOH(aq)H2O2—+碱性:负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极：O2+4e-

+2H2O=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O化学电源四步法——电极反应式书写方法：【归纳总结】判找标配准确找出电极反应物和电极产物准确判断电池的正、负极根据有关元素化合价变化标出电子得失数目根据环境配平电荷，最后根据原子个数配平电极反应式四步法弊端：必须知道反应原理，能正确找出氧化剂和还原剂及其对应产物化学电源燃料电池·原电池深入探究总结①、电极材料不一定是金属，C棒等导电材料也可作为电极，为还原反应和氧化反应提供得失电子的场所②、燃料电池中，常用双碳棒、双铂棒作为电极材料，“燃料”作负极反应物、O2作正极反应物燃料电池中不需要“点燃”，利用二者电位差产生电子转移2、如图为肼燃料电池示意图，请写出正、负极电极反应式及总反应式正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极：N2H4－4e－＋4OH－===4H2O＋N2总反应：N2H4＋O2===N2＋2H2O223、（2020年江苏）HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3ˉ+H2O①电池负极电极反应式

+2+4化学电源P39科学·技术·社会发展中的燃料电池

燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙