第1章 第2节 第2课时 化学电源(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

第2课时　化学电源 课程标准要求 学业质量水平 1．了解常见化学电源的工作原理。 2．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 1．能结合生产和生活实际问题情境说明化学变化中能量转化等的重要应用。(水平3) 2．能从宏观与微观、定性与定量等角度对物质变化中的能量转化进行分析和表征。(水平4) 一、化学电源 1．含义 化学电源是将化学能转化为电能的实用装置。 2．分类 化学电源包括一次电池、可充电电池和燃料电池等。一次电池只能放电而不能充电，可能造成环境污染；可充电电池也称为二次电池，可反复充电和放电。 二、常见化学电源 1．一次电池 2．二次电池 3．燃料电池 巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)碱性锌锰电池属于一次电池，手机锂电池属于二次电池(　√　) (2)碱性氢氧燃料电池中，负极反应为H2－2e－===2H＋(　×　) (3)燃料电池中，可燃物通入负极，发生还原反应(　×　) (4)铅蓄电池放电后再充电，可使活性物质获得再生(　√　) 学习任务　燃料电池及分析 分析图中三种燃料电池装置，结合原电池的工作原理，进行交流讨论。 碱性氢氧燃料电池 熔融碳酸盐燃料电池 碱性甲烷燃料电池 1．写出上述三种燃料电池的电极和电池总反应式。 碱性氢氧 燃料电池 熔融碳酸 盐燃料电池 碱性甲烷 燃料电池 负极 正极 电池总反应 提示 碱性氢氧 燃料电池 熔融碳酸盐 燃料电池 碱性甲烷 燃料电池 负极 H2＋2OH－ －2e－===2H2O H2＋CO－2e－===CO2＋H2O CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 正极 O2＋2H2O ＋4e－===4OH－ O2＋2CO2 ＋4e－===2CO O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池 总反应 2H2＋O2===2H2O 2H2＋O2===2H2O CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O 2．燃料电池中，负极通常通入哪些物质？正极上发生还原反应的是什么物质？ 提示　负极通入H2、CH4等可燃物；正极上发生还原反应的是O2。 1．燃料电池的组成和工作原理 (1)组成 (2)工作原理 利用质子交换膜技术，使氢气在覆盖有催化剂的质子交换膜作用下，在负极将氢气催化分解成为质子，这些质子通过质子交换膜到达正极，在氢气的分解过程中释放出电子，电子通过负载被引出到正极，这样就产生了电能。 2．燃料电池的电极反应式书写规律 (1)写出燃料燃烧反应的化学方程式，再看燃烧产物是否与电解质溶液发生反应，进而改写燃料电池的总反应式。 (2)根据电解质溶液的酸碱性，写出正极的电极反应式(即O2参与的半反应)。 (3)由燃料电池的总反应式减去正极的电极反应式，可得负极的电极反应式。 1．肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其作燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．电池工作时，正极附近的pH降低 B．当消耗1 mol O2时，有2 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移 C．负极反应为4OH－＋N2H4－4e—===N2↑＋4H2O D．若去掉离子交换膜电池也能正常工作 C　[电池工作时，O2在正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A错误；当消耗1 mol O2时，电路中转移4 mol电子，为保持溶液呈电中性，应有4 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移，B错误；N2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应为4OH－＋N2H4－4e－===N2↑＋4H2O，C正确；若去掉离子交换膜，N2H4会与水中溶解的O2直接接触，发生爆炸无法正常工作，D错误。] 2．甲醇－空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2＋5H2O D．b口通入空气，c口通入甲醇 B　[甲醇燃料电池是一种新型化学电源，可将化学能转化为电能，A错误。图中H＋向乙电极迁移，则乙电极为正极，甲电极为负极，电流由正极经导线流向负极，即由乙电极经导线流向甲电极，B正确。该电池的电解质溶液呈酸性，故负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，C错误。b口通入CH3OH在负极发生氧化反应，c口通入空气，其中O2在正极发生还原反应，D错误。] [易错警示]　分析燃料电池问题的“三注意” (1)注意两电极通入的物质：空气(或氧气)通入正极，发生还原反应；可燃性物质(如CH3OH、H2等)则通入