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1、第二节 化学电源阅读课文阅读课文P74页并回答下列问题：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化学电池与其它能源相比有哪些优点.2.2.判断电池的优劣标准主要是什么？判断电池的优劣标准主要是什么？3.3.目前化学电池主要分哪几大类？目前化学电池主要分哪几大类？能量转换效率高能量转换效率高、供能稳定可靠供能稳定可靠、使用方使用方便便、易于维护易于维护、并可在各种环境下工作并可在各种环境下工作.单位质量或单位体积所能输出电量多少单位质量或单位体积所能输出电量多少,即比能量的大小即比能量的大小;输出功率的大小即比功输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短率的大小以及电池的

2、存储时间的长短.化学电池化学电池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池锂离子电池锂离子电池锌银蓄电池锌银蓄电池普通干电池普通干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池一、一次电池一、一次电池锌锰电池、锌银电池、锂电池锌锰电池、锌银电池、锂电池1、正负极材料、正负极材料碱性锌锰电池碱性锌锰电池正极：正极：MnO2负极：负极：Zn2、工作机制、工作机制负负极极Zn + 2OH-2e- =Zn(OH)2正正极极2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-氢氧化氧锰氢氧化氧锰 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应电解质：电解质：KOH

3、总反应：总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOHZn(OH)23.优缺点简析优缺点简析只能一次使用只能一次使用,不能充电不能充电;价格较贵价格较贵 比能量和储存时间有所提高比能量和储存时间有所提高,适用于大适用于大电流和连续放电电流和连续放电锌银电池、锂电池锌银电池、锂电池锌银电池（纽扣电池）锌银电池（纽扣电池）正极正极:Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH负极负极:Zn +2OH2e- =ZnO+H2O总反应：总反应： Zn+Ag2O = ZnO+2Ag二、二次电池二、二次电池铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池离子电池铅蓄电池铅蓄电池

4、1、正负极材料、正负极材料正极正极:PbO2负极负极:Pb2、工作机制、工作机制电解质电解质:H2SO4溶液溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极铅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反应分为放电和充电两个过程放电过程总反应：放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) =2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s) +SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：正极：PbO2(s) +4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- =PbSO4 (s) +2H2O(l) 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应负极负极放电过程放电过程铅蓄电池充电的反应

5、则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应还原反应阴极阴极阳极阳极2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反应氧化反应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l) =Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)3、优缺点简析、优缺点简析缺点缺点:比能量低比能量低、笨重笨重、废弃电池污染环境废弃电池污染环境优点优点:可重复使用可重复使用、电压稳定电压稳定、使用方便使

6、用方便、安全可靠安全可靠、价格低廉价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池镍镉电池、镍氢电池镍氢电池、锂离子电池锂离子电池、聚聚合物锂离子蓄电池合物锂离子蓄电池Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：放电放电充电充电(04年江苏年江苏) 锌锌锰碱性电池以氢氧化钾锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液溶液为电解液,电流总反应式为：电流总反应式为：Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法错误的是下列说法错误的是A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反

7、应式为电池正极电极反应式为:2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 电池工作时电池工作时,电子由正极通过外电路流电子由正极通过外电路流向负极向负极D 外电路中每通过外电路中每通过0 2 mol电子电子,锌的质锌的质量理论上减小量理论上减小6 5 g 答案：答案：C C三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、氢氧燃料电池，烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池煤气燃料电池酸性氢氧燃料电池酸性氢氧燃料电池1、正负极材料、正负极材料正极室：通氧气正极室：通氧气负极室：通氢气负极室：通氢气电解质：电解质：H2SO4溶液溶液（氧化剂）（氧化剂）（燃料）（燃料）使用铂电

8、极使用铂电极2、工作机制、工作机制2H2 - 4e- = 4H+负极：负极：正极：正极： O2 + 4H+ +4e- = 2H2O总反应：总反应：2H2 + O2 = 2H2O3、优缺点简析、优缺点简析缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多优点优点能量转换率高、清洁、对环境友好能量转换率高、清洁、对环境友好其它燃料电池其它燃料电池书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1.电极反应是一种离子反应电极反应是一种离子反应,遵循书写遵循书写离子反应的所有规则离子反应的所有规则(如如“拆拆”、“平平”)3.负极失电子所得氧化产物和正极得电负极失电子所得氧化产物和正

9、极得电子所得还原产物子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关与溶液的酸碱性有关(如如4价的价的C在酸性溶液中以在酸性溶液中以CO2形式形式存在存在,在碱性溶液中以在碱性溶液中以CO32形式存在形式存在)2.将两极反应的电子得失数配平后将两极反应的电子得失数配平后,相相加得到总反应加得到总反应,总反应减去一极反应即总反应减去一极反应即得到另一极反应得到另一极反应.4.溶液中不存在溶液中不存在O2:在酸性溶液中它与在酸性溶液中它与H结合成结合成H2O、在碱性或中性溶液中它在碱性或中性溶液中它与水结合成与水结合成OH;练习练习:航天航天技术技术上使用的氢氧燃料电池上使用的氢氧燃料电池具有高能具有高能、轻便

10、轻便、无污染的优点无污染的优点。氢氧氢氧燃料电池有酸式和碱式两种燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电它们放电时的总反应都可以表示为时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O,酸式电池中电解质是酸酸式电池中电解质是酸,其负极反应可表示为其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+,则其则其正极反应式为正极反应式为_。碱式碱式电池的电解质是碱电池的电解质是碱,其正极反应式为其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,则其负极反应可则其负极反应可表示为表示为 _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 练习练习.氢气是燃料电池最简单的燃料氢气是燃料电池最简单的燃料,虽虽然

11、使用方便然使用方便,却受到价格和来源的限制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常用的燃料往往是某些碳氢化合物,如如:甲烷甲烷、汽油等汽油等。请写出将图中氢气换成请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的极的电极反应式：电极反应式： 此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 ： KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- -8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH =K2CO3+3H2O书写新型电池电极反应的思路书写新型电池电极反应的思路1.首先写出该电池的总反应首先写出该电池的总反应,此步骤一般此步骤一般是最容

12、易写出的是最容易写出的,如甲烷燃料电池如甲烷燃料电池,其实其实就是甲烷的燃烧方程式而已就是甲烷的燃烧方程式而已2.写出初步的总式后写出初步的总式后,考虑产物中有无可考虑产物中有无可与电解质反应的物质与电解质反应的物质,如有则将后续反如有则将后续反应式写出应式写出,再与第一步的总式相加再与第一步的总式相加,消去消去中间产物中间产物。如甲烷燃烧产物含如甲烷燃烧产物含CO2,若电若电解质为解质为KOH,则最终产物中应含则最终产物中应含K2CO33.按照负极物质失电子按照负极物质失电子,正极物质得电子正极物质得电子的原则拆分总反应的原则拆分总反应,应注意挑容易写的应注意挑容易写的那个反应来写那个反应来写,另一个用总式去减而得另一个用总式去减而得