6.1.3 化学电源-【精讲课堂】2022-2023学年高一化学同步精品课件（人教版2019必修第二册）

第一节 化学反应与能量变化 化学电源 电池是谁发现的 普通干电池 手机电池 钮扣电池 笔记本电脑 专用电池 摄像机 专用电池 “神六”用 太阳能电池 生活中的电池 电池 太阳能电池 原子能电池 化学电池 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能通过热电转换器转变为电能的装置 化学电源是将化学能变成电能的装置。原电池是化学电源的雏形 电池多种多样，其实质和原理是都是通过氧化还原反应将化学能转变成电能。 通过前面的学习，我们了解了原电池的工作原理和构成条件。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要，科学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展。 一.化学电源（化学电池） 1.定义 将化学能变成电能的装置 2.分类 ①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 电池消耗到一定程度，就不能使用；（只放不充，环境污染）。如普通干电池、碱性锌锰电池、锌银纽扣电池等。 ②二次电池又称充电电池——蓄电池 放电后可以再充电重新使用；放电为原电池，充电为电解池。（可放可充，发展方向）。如铅蓄电池、锌银蓄电池、镉镍电池、锂离子电池等。 ③燃料电池 一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（能量很高，前景远大）。如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。 ④其他电池： 如海水电池、心脏起搏电池等。（特殊用途，现代科技） (1)特点：电池放电后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行） (2)锌锰干电池 ①锌筒为负极，电极反应是：Zn - 2e- = Zn2+ ②石墨棒为正极，二氧化锰是氧化剂。 ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。 石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。 二.常见化学电源（化学电池）简介 1、一次电池 锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池，电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。 锌粉取代锌筒，KOH取代NH4Cl，增大接触面积加快反应速率，减少电池内阻，电流大电压高寿命长 2．二次电池(充电电池) 有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。 铅酸蓄电池 镍氢电池 锂离子电池 （1）特点：放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 （2）能量转化： （3）实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 （4）应用：汽车；手机、笔记本电脑 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。 用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅酸蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。 铅酸蓄电池：最早使用的充电电池。 特点：铅酸蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。 优点：用途广、性能优良，造价低，可多次充放电 缺点：单位质量储存的电能少 铅酸蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 放电 负极： Pb+SO42— —2e— =PbSO4 正极： PbO2+4H++SO42— +2e— = PbSO4+2H2O 放电总反应式： Pb+ PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O 当硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为： PbSO4+2H2O—2e—=PbO2+4H++SO42— PbSO4 +2e— = Pb+SO42— 2PbSO4+2H2O= Pb+ PbO2+2H2SO4 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电 充电 阳极： 阴极： 充电总反应式： 充放电的总反应式： 注：放电：化学能转化为电能；充电：电能转化为化学能 接电源负极 接电源正极 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。 锂电池 新一代可充电绿色电池，可用于笔记本电脑、手机、数码相机等低功耗电器