4-1-2化学电源 (1)课件2023—2024学年上学期高二化学人教版（2019）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 1 1.知道化学电源的分类方法。 2熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。 3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，培养良好的环保意识。 课程目标 2 CONTENTS 1 化学电池 3 二次电池 2 一次电池 4 燃料电池 目 录 3 用途广泛的电池 用于汽车的铅蓄电池和燃料电池 4 用途广泛的电池 手机专用电池 单反相机电池 各式各样的纽扣电池 空间卫星太阳能电池板 笔记本电脑专用电池 5 一、化学电池 1.分类 放电后不可再充电的电池，也叫干电池。 放电后可以再充电而反复使用的电池，又称可充电电池或蓄电池。 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 6 3.判断电池优劣的主要标准 (1)比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少。 (2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的多少。 (3)电池的可储存时间的长短。 2.化学电池的优点 (1)方便携带,易于维护。 (2)化学电池的能量转化效率较高,供能稳定可靠。 (3)可以制成各种形状、大小和 容量不同的电池及电池组。 7 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 锌筒 石墨棒 MnO2和C 普通锌锰电池的结构 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 二、一次电池 碱性锌锰电池结构 8 二、一次电池（以碱性锌锰电池为例） 1.基本构造: 2.组成：正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。 3.工作原理 4.特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量和可储存时间均有所提高,适用于大电流和连续放电。 9 知识点 1 一次电池 【例题1】 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,故得到广泛应用。锌锰碱性电池以KOH溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l) = Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s) 下列说法错误的是(　　) A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为 2MnO2(s)+2H2O(l)+2e- = 2MnOOH(s)+2OH-(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g C 10 三、二次电池(以铅蓄电池为例) 1.基本构造 2.组成： 负极:Pb。正极:PbO2。电解质:H2SO4溶液。 11 12 名师点拨 13 4.铅酸蓄电池的优缺点 (1)优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,在生产、生活中应用广泛。 (2)缺点:比能量低、笨重,废弃的电池污染环境。 14 减 少 污 染 节 约 资 源 废电池污染治理刻不容缓 15 四、燃料电池(以氢氧燃料电池为例) 1.基本构造 2.组成： 负极:H2。正极:O2。电解质:酸溶液或碱溶液。 16 17 知识点 3 燃料电池 【例题3】 下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是(　　)   A.a电极是负极 B.b电极的电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑ C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 B 18 燃料电池电极反应书写的注意事项 （1）燃料电池的负极是可燃性气体，失去电子发生氧化反应；正极多为氧气或空气，得到电子发生还原反应，可根据电荷守恒来配平。 （2）燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 （3）燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能生成OH−，碱性溶液中不能生成H+；水溶液中不能生成O2−，而熔融电解质中O2被还原为O2−。 （4）正负两极的电极反应在得失电子守恒的前提下，相加后的电池反应必然是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应。 名师点拨 19 1.根据装置书写电极反应式 (1)确定原电池的正负极及放电的物质。 化学电源电极反应式的书写 【规律·方法】 20 (2)书写电极反应式。 ①负极反应: 规律:活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H+(或其他氧化产物)。 ②正极反应: 规律:阳离子得电子生成单质或氧气得电子。 特例:若是氧气得电子,要考虑电解质溶液的性质。 中性或碱性:O2+2H2O+4e- = 2OH- 酸性： O2+4H++4e- =2H2O (3)写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 2.根据电池总反应方程式,写电极反应式 (1)一般书写步骤: 第一步:找出还原剂和氧化剂,确定负极、正极放电的物质。 第二步:利用电荷守恒写出电极反应式,注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应,如O2-在酸性溶液中生成