第四章 第一节 第2课时 化学电源课件2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第二课时 化学电源 1 结构简单 一次电池 反复使用 二次电池 连续工作 燃料电池 新型电池 电池的研发 判断电池优劣的主要标准 ①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。 ②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。 ③电池可储存时间的长短。 课本P98 第二段 2 普通锌锰干电池是最早进入市场的实用干电池。因其电解质溶液用淀粉糊固定化，称为干电池。 回顾普通锌锰干电池 构造示意图 一次电池 一次电池是放电后不可充电的电池 主要反应为： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 电极反应活性物质 负极：Zn 正极：MnO2 电极材料 负极：Zn 正极：石墨棒 离子导体 NH4Cl和ZnCl2混合物 正极：2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO(OH) 课本P103 第6题（1） 放置不同时间后的普通锌锰干电池 优点：结构简单、价格低廉。 缺点：会发生自放电。 3 碱性锌锰干电池结构 金属外壳 离子型 导电隔膜 Zn粉和 KOH混合物 铜针 MnO2和 KOH混合物 碱性干电池 一次电池 容量高，能大电流连续放电。还具有优良的低温性能、储存性能和防漏性能。 电极反应 还原剂：Zn粉 氧化剂 ：MnO2 电极材料 负极：铜针 正极：金属外壳 离子导体 KOH、离子型导电隔膜 4 正极：2MnO2 + 2e- + 2H2O 2MnO(OH) + 2OH- 正极 金属外壳 离子型导电隔膜 负极 铜针 e- Zn粉 KOH 混合物 MnO2 KOH 混合物 + - 负极：Zn - 2e- + 2OH- Zn(OH)2 一次电池 总反应：Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2 0 +4 +3 +2 资料：碱性干电池增大了正负极间的相对面积，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，锌也变成粉末状，同时采用了反应活性更高的二氧化锰粉 【记住】 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 二次电池 回顾铅蓄电池 铅酸蓄电池的构造示意图 稀硫酸 铅蓄电池优点： 电压稳定、使用方便、 安全可靠、价格低廉 6 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 负极：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 总反应： 二次电池 铅酸蓄电池的构造示意图 稀硫酸 总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 铅蓄电池的电极反应物(Pb、PbO2)和放电后的产物(PbSO4)均以固体形式附着在电极材料表面。 Pb PbSO4 负极 PbO2 PbSO4 正极 放 电 充 电 放 电 充 电 目的：使电极反应物和产物富集在电极材料表面，充、放电时可以循环转化，实现电池重复使用。 【记住】 镍镉电池 用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。 特点：体积小、便于携带，可重复使用500次以上、寿命比铅蓄电池长。 2NiO(OH) + 2H2O + Cd 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电 充电 镉有致癌作用，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境，有被镍氢电池取代的趋势。 镍氢电池 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2 放电 充电 二次电池 嘉禾县第一中学 (3)锌银电池 负极材料：______， 电极反应：________________________ 正极材料：______， 电极反应：________________________ 总反应：_______________________________ Zn　 Zn＋2OH--2e-==Zn(OH)2 Ag2O　 Ag2O＋H2O＋2e－==2Ag＋2OH－　 Zn＋Ag2O＋H2O==Zn(OH)2＋2Ag　 10 （三）燃料电池 它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。是一种能量转化率高、可持续使用、对环境友好的化学电池。 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。 小型高性能燃料电池 理论上来说，所有的燃烧反应均可设计成燃料电池，所以燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等气体或液体，且能量转化率超过80%。 嘉禾县第一中学 3.燃料电池 燃