四川省成都市经开实验中学学年高二化学 4.2 化学电源课件.ppt

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1、第二节第二节 化学电源化学电源 一、化学电池化学电池是将化学能变成电能的装置。1.化学电池的分类2.化学电池的优点（1）化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。（2）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。（3）使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。3.判断电池优劣的主要标准（1）比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位（Wh）/kg或（Wh）/L。（2）比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的多少，单位W/kg或W/L。（3）电池的可储存时间的长短。二、一次电池碱性锌锰电池1.碱性锌锰电池的构造2.工作原理3.特点比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适

2、用于大电流和连续放电。三、二次电池1.铅蓄电池的构造2.铅蓄电池的工作原理上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：3.铅蓄电池的特点电压稳定、使用方便、安全可靠、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。四、燃料电池1.氢氧燃料电池酸性电解质（H2SO4）碱性电解质（KOH）负极反应2H24e=4H+2H24e+4OH=4H2O正极反应O2+4e+4H+=2H2OO2+4e+2H2O=4OH总反应2H2+O2=2H2O2.燃料电池的优点（1）能量转换率高燃料电池的能量转换率超过80%，普通燃烧过程能量转换率仅30%多。（2）污染小，被誉为“绿色”发电站。要点一：化学

3、电源电极反应式的书写1.根据装置书写电极反应式（1）先分析题目给定的图示装置，确定原电池的正负极上的反应物质。（2）电子反应的书写负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb+2e=PbSO4。正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：电解质是碱性或中性：O2+2H2O+4e-=4OH-电解质是酸性：O2+4H+4e-=2H2O（3）正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。2.给出总反应式，写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分

4、析有关元素的化合价变化情况），再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可用总反应式减去已写出的电极反应式得出。以2H2+O2=2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。（1）根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应为：2H2-4e-=4H+。（2）根据电解质溶液为碱性，与H+不能共存，反应生成水，推出OH-应写入负极反应式为：2H2+4OH-4e-=4H2O。（3）用总反应式2H2+O2=2H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-。特别提示：书写燃料电池电极反应式

5、时，一定要注意电解质溶液的酸碱性。【例1】一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（）答案：C。要点二：常见化学电池的电极反应和总反应式1.一次电池（1）普通干电池（Zn、MnO2、NH4Cl、C）（2）碱性锌锰电池（Zn|KOH|MnO2）（3）锌银电池（Zn|KOH|Ag2O）2.二次电池（1）铅蓄电池（Pb|H2SO4|PbO2）（2）氢镍电池H2|OH-|NiO（OH）3.氢氧燃料电池（H2|H+|O2）（1）氢氧燃烧电池（H2|H+|O2）（2）氢氧燃料电池（H2|OH-|O2）特别提示：燃料电池的电极材料比较特殊（电极本身不参

6、与反应），所以从电极材料上很难判断电池的正负极。通常是利用电池总反应式，还原剂为电池的负极反应物，充有还原剂的电极为负极；氧化剂为电池的正极反应物，充入氧化剂的电极为电池的正极。【例2】生产铅蓄电池时，在两极板上的铅锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是下列对铅蓄电池的说法错误的是（）A.理论上需要定期补充硫酸B.工作时铅是负极，PbO2是正极C.工作时负极上发生的反应是Pb-2e-+=PbSO4D.工作时电解质溶液的密度减小PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O 解析：铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发生还原反应的

7、物质是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负极发生的反应是铅失去电子生成Pb2+，Pb2+与溶液中的 生成PbSO4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，理论上不需要定期补充硫酸，A错误。工作时，不断生成PbSO4，所以电解质溶液的密度减小。答案：A。【跟踪训练2】不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600 700，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2+O2=2H2O，负极反应为：2H2+2 4e=2H2O+2CO2，则下列推断中正确的是（）A.正极反应为4OH4e=O2+2H2OB.该电池的电极没有参加反应C.电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 molD.O2从正极通入，发生氧化反应解析：该电池为氢氧燃料电池，负极是H2发生氧化反应，正极是O2，发生还原反应，D项不正确。燃料电池电极本身不参加反应，B正确。由总反应式知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，所以C项错。由总反应式减去负极反应式得正极反应式：O2+2CO2+4e-=2 ，A项错。B谢谢观赏谢谢观赏