4.1 原电池 第2课时 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学(选择性必修1) 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第2课时 化学电源 化学电池的分类 一次电池 放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行） 二次电池（可充电电池） 充电时氧化还原反应可以逆向进行 燃料电池 将燃料（氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置 2 如何判断一种电池的优劣（教材P98） （1）比能量：单位质量或体积所能输出电能的多少 （2）比功率：单位质量或体积所能输出功率的大小 （3）电池可储存时间的长短 （4）质量小、体积小、储存时间长、输出功率大等 电动车中的三种电池 3 一次电池 一次电池也叫干电池。常见的一次电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽扣式银锌电池等 4 一次电池 普通（酸性）锌锰干电池 材料：石墨棒、MnO2糊、NH4Cl糊、锌筒 总反应： Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl == Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH) 5 一次电池 碱性锌锰干电池 材料：Zn、MnO2 、KOH、石墨棒 [活动]写出正、负极电极反应式及电池总反应 提示： Zn(OH)2是难溶物，MnO2 → 2MnO(OH) 铜针 MnO2和KOH混合物 离子型 导电隔膜 6 一次电池 纽扣式锌银电池 电池总反应： Zn + Ag2O + H2O === Zn(OH)2 + 2Ag 7 二次电池 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，使活性物质获得再生，从而实现放电与充电的循环。 二次电池也叫充电电池或蓄电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 8 二次电池 1、铅酸电池 总反应： 优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 9 2、镍镉电池 总反应： 2H2O + 2NiO(OH)+ Cd 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 二次电池 10 3、镍氢电池 总反应： H2 + 2NiO(OH) 2Ni(OH)2 二次电池 11 4、锂离子电池（教材资料卡片P99） 以钴酸锂—石墨锂电池为例： 负极材料：嵌锂石墨 正极材料：钴酸锂 电解质溶液：LiPF6的碳酸酯溶液（无水） 二次电池 Li1－xCoO2＋LixC6 LiCoO2＋C6 锂离子往返于电池的正负、极之间 锂离子电池的正极材料一般为含Li＋的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等， 12 锂离子电池工作原理 电池充、放电时，锂离子往返于电池的正负、极之间 13 4、锂离子电池 LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—石墨，含Li＋导电固体为电解质)电池总反应为： 二次电池 Li1－xFePO4＋LixC6 LiFePO4＋6C 锂离子电池放电时： ①负极区域，LixC6失去电子形成碳单质。 ②正极区域过渡区域金属元素化合价降低，得到电子 14 燃料电池——可连续工作的电池 [活动]分别写出酸性氢氧燃料电池和碱性氢氧燃料电池的电极反应式。 氢氧燃料电池 连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能，具有清洁、安全、高效等特点。 燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。 15 分别写出下列介质中，以CH3OH为燃料的燃料电池电极反应式及电池总反应。 （1）酸性介质 （2）碱性介质 （3）熔融氧化物介质 （4）熔融碳酸盐介质 燃料电池电极反应式的书写 16 燃料电池电极反应式的书写 写出以KOH溶液为电解液的肼（N2H4）燃料电池的电极反应式。 17 【小结】书写电极反应式的一般思路 根据电池总反应或图示准确确定电池的 ， 结合介质，确定正负极 及 ； 根据 确定的得失电子数； 结合介质并依据 守恒配平电极反应式。 检查是否满足元素守恒、电荷守恒等。 正负极 反应物 产物 化合价变化 电荷 18 废旧电池的回收处理 废旧电池中常含有重金属、酸和碱等物质，如果随意丢弃，会对生态环境和人体健康造成危害。因此，应当重视废旧电池的回收利用，这样既可以减少环境污染，又可以节约资源。 19 $$