高二化学化学电源.ppt

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1、学与问学与问在日常生活和学习中，你用过哪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？些电池，你知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生的热能通过热能转换器转变为电能的装置为电能的装置原子能电池原子能电池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用途广泛的电池用于用于“神六神六”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

2、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小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 1 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，供能稳定可靠，可以制成各种形能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。易于维护，并可在各种环境下工作。单位质量或

3、单位体积所能输出电能的多少，即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能比能量的大小量的大小；输出功率的大小即；输出功率的大小即比功率的大小比功率的大小以及电池的以及电池的可储存时间的长短。可储存时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输除特殊情况外，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。出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。思考与交流思考与交流化化学学电电池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氢气、甲醇、天氢气、甲醇、天然气、煤气与氧然气、煤气与氧气组成燃料电池气组成燃料电池铅蓄电池铅蓄电池锌银蓄电池锌银蓄电池镍镉电池镍镉电池锂离子电池锂离

4、子电池普通干电池普通干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池 电池中的反应物质电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。之后，就不能再次利用。又称充电电池或蓄又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得再生，池中的活性物质获得再生，恢复工作能力，可多次重复恢复工作能力，可多次重复使用。使用。是一种连续地将燃是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称化成电能的化学电源，又称连续电池。连续电池。一、一次电池一、一次电池干电池干电池(-)ZnNH4Cl+Z

5、nCl2MnO2,C(+)负极(Zn)：Zn2e-=Zn2+正极(MnO2和C)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应：电池总反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2普通锌锰电池普通锌锰电池锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌锰干电池的结构普通锌锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等1、普通锌锰电池、普通锌锰电池碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图碱性电池碱性电池 负极负极(Zn)：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应电池总

6、反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)22 2、碱性锌锰电池：、碱性锌锰电池：(-)ZnKOHMnO2 (+)优缺点简析：优缺点简析：只能使用一次，不能充电；价格较贵；比只能使用一次，不能充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。3、锌银电池锌银电池锌银电池锌银电池纽扣电池纽扣电池纽扣电池纽扣电池 (-)ZnKOHAg2O(+)负极负极(Zn)：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-电池总反应：电池总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag4、

7、锂电池 锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池，其中用廉价的种锂电池，其中用廉价的r-MnO2作正极活性材料，作正极活性材料，电解液是电解液是LiClO4溶于碳酸丙烯（简称溶于碳酸丙烯（简称PC）和二甲基）和二甲基氧乙烷（简称氧乙烷（简称DMF）的混合溶剂中，浓度为）的混合溶剂中，浓度为1mol/L，其浓度比是，其浓度比是PC：DME=1:1，电池反应为：，电池反应为：负极的反应：负极的反应：Li-e-=Li+正极的反应：正极的反应：Li+MnO2+e-=LiMnO2 电池总反应：电池总反应：Li+MnO2=LiMnO2二、二次电池1 1、铅蓄

8、电池铅蓄电池 (-)PbH2SO4PbO2(+)负极：负极：氧化反应氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：正极：还原反应还原反应 PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)总反应：总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)放电过程放电过程充电过程充电过程阴极阴极(接电源负极接电源负极)：还原反应还原反应 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极阳极(接电源正极接电源正极)：氧化反应氧化反应2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2

9、(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电充电放电放电铅蓄电池的优缺点简析：铅蓄电池的优缺点简析：2、其它二次电池：其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池电池、聚合物锂离子蓄电池三、燃料电池三、燃料电池负极负极(Pt)：2H2-4e-=4H+正极正极(Pt)：O2+4H+4e-=2H2O电池总反应：电

10、池总反应：2H2+O2=2H2O1 1、氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池(-)PtH2H+O2Pt(+)(-)PtH2OH-O2Pt(+)负极负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应：电池总反应：2H2+O2=2H2O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；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，有利于节约能源。于节约能源。缺点：缺点：附属设备较多、体积较大、附属设备较多、体积较大、优点：优点：能量转换率高、运行

11、噪音低，清洁。能量转换率高、运行噪音低，清洁。2、燃料电池的规律、燃料电池的规律3、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：燃料做负极，助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，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。4、其它燃料电池：、其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池电池减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源废弃电池的回收利用刻不容缓废弃电池的回收利用刻不容缓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 1电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应电极反应是

12、一种离子反应，遵循书写离子反应电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如的所有规则（如的所有规则（如的所有规则（如“拆拆拆拆”、“平平平平”）；）；）；）；2 2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还负极失电子所

13、得氧化产物和正极得电子所得还负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关原产物，与溶液的酸碱性有关原产物，与溶液的酸碱性有关原产物，与溶液的酸碱性有关(如如如如4 4价的价的价的价的C C在酸性在酸性在酸性在酸性溶液中以溶液中以溶液中以溶液中以COCO2 2形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以COCO3 32-2-形式形式形式形式存在存在存在存在)；4 4溶液中不存在溶液中不存在溶液中不存在溶液中不存在OO2-2-：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与：在酸

14、性溶液中它与HH结合结合结合结合成成成成HH2 2OO、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成OHOH-。练练习习1、碱碱性性电电池池具具有有容容量量大大、放放电电电电流流大大的的特特点点，因因而而得得到到广广泛泛应应用用。锌锌-锰锰碱碱性性电电池池以以氢氢氧氧化化钾钾溶溶液为电解液，总反应式为：液为电解液，总反应式为：Zn s 2MnO2 s 2H2O l Zn OH 2 s 2MnOOH 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 电池正极电极反应式为：

15、电池正极电极反应式为：2MnO2 s H2O l 2e 2MnOOH s 2OH aq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过外电路中每通过02mol电子，锌的质量理电子，锌的质量理论上减小论上减小65gC练习练习2、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃用方便，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，如：甲烷、汽油等。料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中料电池中a极的电极反应式：极的电极反应式：_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+10 OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2Ob极：极：2O2+4H2O+8e-=8OH-NBA直播 www.L NBA直播 wtd357weg