高中化学专题1第2单元第3课时化学电源ppt课件苏教版选修.ppt

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1、专题专题1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化化学电源化学电源第二单元第二单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化用于用于“神十神十”的太阳能电池的太阳能电池笔记本电脑笔记本电脑专用电池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银锌蓄电池银锌蓄电池普通普通锌锰锌锰干电池干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池一、化学电池的分类一、化学电池的分类镍镉电池镍镉电池镍氢电池镍氢电池锌锰干电池锌锰干电池优点：

2、优点：携带方便携带方便缺点：缺点：电量小，污染大电量小，污染大Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH 锌锰碱性电池是一种新型的干电池。锌锰碱性电池是一种新型的干电池。工工作电动势稳定作电动势稳定.正极材料为正极材料为MnO2,还原产物还原产物为为Mn2O3,电解质是电解质是KOH溶液溶液.问题探究一问题探究一负极：负极：正极：正极：总：总：Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O32MnO2+H2O +2e-=Mn2O3+2OHZn+2OH2e-=Zn(OH)2纽扣电池纽扣电池负极：负极：Zn+2OHZn+2OH-2e-2e-=Zn(OH)=Zn(OH)

3、2 2正极：正极：AgAg2 2O+HO+H2 2O O +2e+2e-=2Ag+2OH=2Ag+2OH-总反应总反应:Ag:Ag2 2O+Zn+HO+Zn+H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 2+2Ag+2Ag正极区正极区PHPH值：值：负极区负极区PHPH值：值：上升上升降低降低钮扣钮扣电池：不锈钢制成电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由正极一端填充由AgAg2 2O O和少和少量石墨量石墨组成的组成的正正极活性极活性材料，负极盖一端填充材料，负极盖一端填充锌汞合金锌汞合金作作负负极活性材极活性材料，电解质溶

4、液为料，电解质溶液为浓浓KOHKOH溶液溶液，已知电池内，已知电池内ZnZn的的氧化产物为氧化产物为Zn(OH)Zn(OH)2 2纽扣电池纽扣电池钮扣钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨和少量石墨组成的组成的正正极活性材料，负极盖一端极活性材料，负极盖一端填充填充锌汞合金锌汞合金作作负负极活性材料，电解质溶液为极活性材料，电解质溶液为浓浓KOH溶液溶液，已知电池内，已知电池内Zn的氧化产物为的氧化产物为Zn(OH)2铅蓄电池铅蓄电池负极：负极：正极：正极：电池反应电池反

5、应：PbO2+Pb+2H2SO4 =2PbSO4+2H2OPbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO =PbSO4 4+2H+2H2 2O OPbPb+SO+SO4 42-2-2e-=PbSO-2e-=PbSO4 4燃料电池燃料电池介质介质电池反应电池反应:2H2H2 2+=2H=2H2 2O O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+O O2 2+4H+4H+4e+4e-

6、=4H=4H2 2O O2H2H2 2+4OH+4OH-4e-4e-=4H=4H2 2O O O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-我国有丰富的天然气（主要成分为我国有丰富的天然气（主要成分为CHCH4 4)资源资源,如果你是科学工作者，请你利用天然气资源如果你是科学工作者，请你利用天然气资源设计原电池。设计原电池。请写出该电池的总反应式请写出该电池的总反应式 CHCH4 4+2O+2O2 2+2OH+2OH=CO=CO3 3 2 2+3H+3H2 2O O电极反应式为电极反应式为正极正极负极负极2O2O2 2+4H+4H2 2O+8eO+8e=8OH=8OHCHC

7、H4 4+10OH+10OH8e8e=CO=CO3 32 2 +7H+7H2 2O O问题探究二问题探究二1 1、有人设计出利用、有人设计出利用CHCH4 4和和O O2 2的反应，用铂电的反应，用铂电极在极在KOHKOH溶液中构成原电池。电池的总反应类溶液中构成原电池。电池的总反应类似于似于CHCH4 4在在O O2 2中燃烧，则下列说法中燃烧，则下列说法正确正确的是的是每消耗每消耗1molCH1molCH4 4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole8mole-负极上负极上CHCH4 4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式：CHCH4 4+10OH+10OH-8e8e-=CO=CO

8、3 32-2-+7H+7H2 2O O负极上是负极上是O O2 2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O O2 2+2H+2H2 2O+4e-=4OHO+4e-=4OH-电池放电后，溶液电池放电后，溶液PHPH不断升高不断升高 A.B.A.B.C.D.C.D.课堂练习课堂练习2、科研人员新近开发出一种由甲醇和氧科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，可供手机连续使用一个月才充一次池，可供手机连续使用一个月才充一次电，据此请回答以下问题电，据此请回答以下问题：甲醇是甲醇是 极，电极反应为极，电极反应为 。负负2CH4O+

9、16OH 12e=2CO32+12H2O课堂练习课堂练习固体燃料电池固体燃料电池介质介质电池反应：电池反应：2H2H2 2+=2H=2H2 2O O 负负极极正正极极负负极极 正正极极2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+O O2 2+4H+4H+4e+4e-=2H=2H2 2O O 2H2H2 2-4e-4e-+2O+2O2 2=2H=2H2 2O O O O2 2+4e+4e-=2O=2O2 2 已知人体血液的已知人体血液的pHpH值在值在7.357.357.457.45之间。将心脏起之间。将心脏起博器，植入如图红色区域博器，植入如图红色区域静静脉血管内脉血管内，请写出电极反应，请写出

10、电极反应式并分析其工作原理。式并分析其工作原理。Zn-Zn-负极负极，Pt-Pt-正极正极；人体；人体体液作电解质体液作电解质，溶解氧做氧化剂溶解氧做氧化剂。负极反应：负极反应：2Zn-4e+4OH2Zn-4e+4OH-=2Zn(OH)=2Zn(OH)2 2 正极反应：正极反应：O O2 2+4e+2H+4e+2H2 2O=4OHO=4OH-电池反应：电池反应：2Zn+O2Zn+O2 2+2H+2H2 2O=2Zn(OH)O=2Zn(OH)2 2镍镉电池镍镉电池有关该电池的说法正确的是有关该电池的说法正确的是A A充电时阳极反应：充电时阳极反应：Ni(OH)Ni(OH)2 2 e e+OH+O

11、H-=NiOOHNiOOH+H+H2 2O OB B充电过程是化学能转化为电能的过程充电过程是化学能转化为电能的过程C C放电时负极附近溶液的碱性不变放电时负极附近溶液的碱性不变D D放电时电解质溶液中的放电时电解质溶液中的OHOH-向正极移动向正极移动镍镉（镍镉（Ni-Ni-CdCd）可充电电池在现代生活中有广泛）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOHKOH溶液，溶液，其充、放电按下式进行：其充、放电按下式进行：CdCd+2NiOOH+2H+2NiOOH+2H2 2O Cd(OH)O Cd(OH)2 2+2Ni(OH)+2Ni(

12、OH)2 2LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：等优点，可用于电动汽车。电池反应为：电池的正极材料是电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含，负极材料是石墨，含Li导电固体为电解质。下列有关导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说电池说法正确的是法正确的是A.可加入硫酸以提高电解质的导电性可加入硫酸以提高电解质的导电性B.放电时电池内部放电时电池内部Li向负极移动向负极移动.C.充电过程中，电池正极材料的质量减少充电过程中，电池正极材料的质量减少D.放电时电池正极反应为：放电时电池正极反应为：Fe

13、PO4+Li+e-=LiFePO4课堂练习课堂练习天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时），充电时LiCoO2中中Li被氧化，被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（材料碳（C6）中，以）中，以LiC6表示。电池反应为表示。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6，下列说法正确的是，下列说法正确的是A充电时，电池的负极反应为充电时，电池的负极反应为 LiC6e=Li+C6B放电时，电池的正极反应为放电时，电池的正极反应为 CoO2+Li+e=LiCoO2，C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质的电解质D锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低课堂练习课堂练习