2022高二化学学案42化学电源(人教版选修4).docx

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1、4.2 化学电源 学案人教版选修4 学习目标1.了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活中的实际应用。2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。重点难点二次电池及燃料电池的工作原理。1化学电源(1)定义：将_转化为_的装置。(2)分类(3)优点化学电池的_较高，供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。(4)判断电池优劣的主要标准比能量：即单位质量或单位体积所能_的多少，单位是Wh1kg1或Wh1L1。比功率：即单位质量或单位体积所能_的大小，单位是Wkg1或WL1。电池的_的长短。(5)化学电池回收

2、利用废旧电池中含_和_等有害物质，应回收利用，既减少污染，又节约能源。2一次电池(1)碱性锌锰电池碱性锌锰电池的构造工作原理负极：_，正极：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH，总反响：_。特点比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于大电流和连续放电。(2)银锌电池纽扣式银锌电池的构造工作原理负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2。正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH。总反响：_。特点此种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。3二次电池二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生，又称_或_。(1)铅蓄电池的构造负极：_，正极：_，电解质溶液：_溶液。(2)工作原

3、理放电时负极：_；正极：_；总反响：_。充电时铅蓄电池的充电反响是放电反响的逆过程：阴极：_；阳极：_；总反响：_。上述充放电反响可写成一个可逆反响方程式：_。(3)性能及应用电压稳定、使用方便、平安可靠、价格低廉、生产生活中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境。4燃料电池(1)燃料电池的工作原理连续地将_(如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和_的化学能直接转换成电能。电极材料本身_氧化复原反响。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反响，生成物不断地被排除。(2)燃料电池的优点能量转化率高燃料电池的能量转换率超过_，普通燃料过程能量转换率仅_多。污染_

4、。(3)氢氧燃料电池碱性电解质电极反响为：负极：_正极：_总反响：2H2O2=2H2O酸性电解质电极反响为：负极：_正极：_总反响：2H2O2=2H2O一、其他常见燃料电池1烃类燃料电池(1)CH4燃料电池用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，该电池的反响式为：负极：_正极：_总反响式：_(2)丁烷燃料电池一个电极通入空气，另一电极通入丁烷，电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体，它在高温下能传导O2。该电池的电极反响式为：负极：_正极：_总反响式：_2醇类燃料电池用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH3O

5、H(或乙醇)和O2，那么发生了原电池反响。甲醇电池的反响式为：负极：2CH3OH12e16OH=2CO12H2O正极：_总反响式：2CH3OH3O24OH=2CO6H2O3熔融盐燃料电池熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，该原电池的反响式为：负极：2CO2CO4e=4CO2正极：O22CO24e=2CO总反响式：_典例氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极外表镀一层细小的铂粉。铂吸附气体的能力强，性质稳定。请答复：

6、(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反响式为_。(3)电极外表镀铂粉的原因是_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量平安储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反响中的复原剂是_，反响中的氧化剂是_。LiH固体密度为0.82 gcm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比值为_。由生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，假设能量转化率为80%，那么导线中通过电子的物质的量为_

7、mol。听课记录：变式训练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。以下说法正确的选项是()A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反响都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反响为Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极参考答案课前准备区1(1)化学能电能(2)发生氧化复原反响胶状干电池充电电池或蓄电池燃料和氧化剂(3)能量转换效率(4)输出电能输出功率可储存时间(5)重金属酸碱2(1)KOHMnO2Zn2OH

8、2e=Zn(OH)2Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2(2)ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag3充电电池畜电池(1)PbPbO2H2SO4(2)Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq

9、)2PbSO4(s)2H2O(l)4燃料电池(1)燃料氧化剂不参与(2)80%30%小(3)2H24OH4e=4H2OO22H2O4e=4OH2H24e=4HO24H4e=2H2O课堂活动区一、1(1)CH410OH8e=CO7H2O2O24H2O8e=8OHCH42O22OH=CO3H2O(2)2C4H1026O252e=8CO210H2O13O252e=26O22C4H1013O28CO210H2O23O26H2O12e=12OH32COO2=2CO2典例(1)化学能转变为电能a流向b(2)H22e2OH=2H2O(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反响速率(4)LiH2O8.

10、7110432解析(1)原电池的实质为化学能转化成电能，总反响为2H2O2=2H2O，其中H2在负极失电子，即电子从a流向b。(2)负极为H2失电子生成H，但溶液为KOH溶液，故负极反响为H22e2OH=2H2O。(3)铂粉的接触面积大，这样增大电极单位面积吸附的H2、O2分子数，可以加快反响速率。(4)反响中Li从0价升至1价，作复原剂，反响中H2O中的H从1价降至0价，作氧化剂。在反响中当吸收10molH2时，生成20molLiH，V103 L195.12103 L，那么8.71104。反响中20molLiH可生成20molH2，实际参加反响的H2为20mol80%16mol，每1molH2生成H2O时，转移2mol电子，故导线中通过电子的物质的量为16mol232mol。变式训练A