江西省吉安市高中化学 第四章 电化学基础 4.2 化学电源课件 新人教选修4.ppt

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1、化学电源学与问学与问在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？道电池的其它应用吗？电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置能通过热能转换器转变为电能的装置2021/8/8 星期日1用途广泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池化学电池2021/8/8 星期日2用途广泛的电池用于用于“神六

2、神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池2021/8/8 星期日3电池发明的小故事电池发明的小故事q17911791年他在解剖时年他在解剖时在实验在实验在实验在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，发现蛙铜钩挂在铁架台上，发现蛙铜钩挂在铁架台上，发现蛙铜钩挂在铁架台上，发现蛙腿腿腿腿会有肌肉抽搐的现象。伽会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生伏尼认为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的电流，

3、而金属是传递电流的导体。导体。q他从独特的角度认为电他从独特的角度认为电流是由两种不同的金属产流是由两种不同的金属产生的，经过一系列的实验，生的，经过一系列的实验，终于在终于在1800年成功研制了年成功研制了世界上第一个能产生稳定世界上第一个能产生稳定电流的电池（见下图）。电流的电池（见下图）。（意大利生物（意大利生物学家伽伏尼）学家伽伏尼）（法国物理（法国物理学家、化学学家、化学家伏特）家伏特）2021/8/8 星期日4、化学电池分类、化学电池分类化学电池化学电池化学电池化学电池一次电池一次电池一次电池一次电池二次电池二次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池定义定义定义定义例

4、子例子例子例子电池中的反应物质电池中的反应物质进行一次氧化还原进行一次氧化还原反应并放电之后，反应并放电之后，就不能再次利用就不能再次利用又称充电电池或又称充电电池或蓄电池蓄电池在放电后经充电可使电在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可生，恢复工作能力，可多次重复使用多次重复使用是一种连续地将燃料和是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，化成电能的化学电源，又称连续电池又称连续电池干电池：干电池：电池中的电池中的电解质溶液制成胶电解质溶液制成胶体，不流动，故称体，不流动，故称干电池干电池铅蓄电池、铅蓄电池、锌银蓄

5、电池、锌银蓄电池、镍镉电池、镍镉电池、锂离子电池锂离子电池氢气、甲醇、天然气、氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料煤气与氧气组成燃料电池。电池。如：普通锌锰电池、如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌碱性锌锰电池、锌银纽扣电池银纽扣电池一、化学电池一、化学电池小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 2021/8/8 星期日5、化学电池优点、化学电池优点（）能量转换效率高，供能稳定可靠。（）能量转换效率高，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（）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。电池和电池组，使用方便。（）易维护，可在各种环境下工作。（）易维护，可

6、在各种环境下工作。、判断电池优劣的标准判断电池优劣的标准（）比能量（）比能量 符号符号(Ah/kg)，(Ah/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（）比功率（）比功率符号是符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小（3）电池的储存时间的长短）电池的储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。功率大、储存时间长的电池，其质量好。2021/8/8 星期日6二、一次电池二、一次电池普通锌锰电池普

7、通锌锰电池碱性电池碱性电池 锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌普通锌-锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等干电池干电池负极负极正极正极电池反应：电池反应：氢氧化氧锰氢氧化氧锰（Zn）：）：Zn 2e-=Zn2+（MnO2和和C）：）：本节要求会判断电池的正负极，不要求写电极反应式本节要求会判断电池的正负极，不要求写电极反应式2021/8/8 星期日7碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：KOHZnZnMnOMnO2 2Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

8、Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考思考该电池的正负极材料和电解质该电池的正负极材料和电解质2021/8/8 星期日8三、二次电池三、二次电池铅蓄电池放电时总反应：放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O负极：负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：正极：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O负极：负极：正极：正极：电解质：电解质：H2SO溶液溶液PbPbPbOPbO2 2阅读阅读 P75-761、了解铅蓄电池充电时的电极反应。、了解铅蓄电池充电时的电极反应。2、了解铅蓄电池优缺点。、了解铅蓄电池优缺点。2021/8/

9、8 星期日9四、燃料电池四、燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。的化学能直接转换成电能的化学电池。氢氧燃料电池氢氧燃料电池 酸性酸性电电解解质质：碱性碱性电电解解质质负负极极:2H2-4e-+4OH-=4H2O正极正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总总反反应应:2H2+O2=2H2O负极：负极：2H2-4e-=4H+正极：正极：O2+4H+4e-=2H2O总反应：总反应：2H2+O2=2H2O阅读阅读P76-77了解燃料电池的优点了解燃料电池的优点2021/8/8 星期日10燃料电池的规律燃料电池的规律燃料做负极，助

10、燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。作用。能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有利于节约能源。有利于节约能源。燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出反应产物不断排出2021/8/8 星期日11化学电池的组成化学电池的组成组组 成成负负 极极正正 极极电解质电解质电子流向电子流向反应类型反应类型 电极材料电极上发生反应的物质能导电的物质能导电的物质还原性较强还原性较强的物质（大的物质（大多是金属电多是金属电极本身）极本身）氧化性较强氧化性较强的物质的物质酸、碱、酸、碱、盐溶液或盐溶液或熔融液熔融液流出电子流出电子流入电子流入电子氧化反应氧化反应还原反应还原反应2021/8/8 星期日12减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源2021/8/8 星期日132021/8/8 星期日14