6.1.3化学电源 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三课时 化学电源 第一节 化学反应与能量变化 第六章 化学反应与能量 原电池： 1、定义： 2、构成条件： （1）自发的氧化还原反应，分在两个区域进行 化学能直接转化为电能的装置 （2）合适的电极材料 （3）合适的电解质溶液 （4）闭合回路 知识回顾 电极材料 电解质溶液 氧化还原反应 负极(-)： 正极(+)： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 还原剂 氧化剂 在负极失电子 在正极得电子 Zn Cu 稀H2SO4 知识回顾 【任务一】化学电源——一次电池 电极材料 电解质溶液 氧化还原反应 负极(-)： 正极(+)： Zn + 2NH4Cl + 2MnO2＝2MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2 还原剂 氧化剂 0 +3 +4 +2 在负极失电子 在正极得电子 Zn 石墨 NH4Cl 糊 （NH4+、Cl -） 1、一次电池 （1）普通锌锰干电池 ①锌筒为负极，过程中不断失电子。 ②石墨棒为正极，过程中二氧化锰不断得电子被还原。 ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。 【任务一】化学电源——一次电池 放电后不能充电 图6-10 锌锰干电池构造示意图 【任务一】化学电源——一次电池 电极材料 电解质溶液 氧化还原反应 负极： 正极： Zn + 2NH4Cl + 2MnO2＝2MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2 还原剂 氧化剂 在负极失电子 在正极得电子 Zn 石墨 NH4Cl 糊（NH4+、Cl -） 还原剂 负极： 正极： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 氧化剂 在负极失电子 在正极得电子 Zn Cu 稀H2SO4（H+、SO42 -） 两个原电池，负极材料和电解质溶液所起的作用有何异同？ 【思考】 导电且作为氧化剂参与反应 仅仅作为离子导体 电极材料同时都是还原剂 1、一次电池 （2）碱性锌锰干电池 ①锌粉为负极， ②金属棒为正极，二氧化锰是氧化剂。 ③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。 【任务一】化学电源——一次电池 放电后不能充电 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2 1、一次电池 （3） 钮扣式银锌电池 ①Zn粉为负极， ②Ag2O粉为正极, ③中间用浸有KOH的隔板隔开两电级。 【任务一】化学电源——一次电池 放电后不能充电 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2 Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 Ag2O＋2e－＋H2O＝2Ag ＋2OH－ 2、燃料电池 【任务二】化学电源——燃料电池 电极材料 电解质溶液 氧化还原反应 负极(-)： 正极(+)： 2H2 + O2 = 2H2O 还原剂 氧化剂 在负极失电子 在正极得电子 多孔Pt电极 多孔Pt电极 （1）氢氧燃料电池 稀H2SO4（H+、SO42 -） 酸性氢氧燃料电池构造示意图 电极反应的载体 离子导体 导体 电子导体 离子导体 电解质溶液 熔融盐 固体电解质 2、燃料电池 燃料电池是一种将燃料（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的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。 燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物是从外部提供，电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。 燃料电池 【任务二】化学电源——燃料电池 2、燃料电池 【任务二】化学电源——燃料电池 （1）氢氧燃料电池 酸性氢氧燃料电池构造示意图 ① 酸性氢氧燃料电池 负极(-)： 正极(+)： 总反应：2H2 + O2 = 2H2O H2－2e－ = 2H+ O2 ＋ 4e－＋4H+ = 2H2O 2、燃料电池 【任务二】化学电源——燃料电池 （1）氢氧燃料电池 碱性氢氧燃料电池构造示意图 ① 碱性氢氧燃料电池 负极(-)： 正极(+)： 总反应：2H2 + O2 = 2H2O H2－2e－＋2OH－ = 2H2O O2 ＋ 4e－＋2H2O = 4OH－ KOH 2、燃料电池 【任务二】化学电源——燃料电池 （1）氢氧燃料电池 电解质环境 酸性 碱性 电池总反应 电极反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O 2H2 + O2 = 2H2O 负极： （-） 正极： （+） 负极： （-） 正极： （+） H2－2e－ = 2H+ O2 ＋ 4e－＋4H+ = 2H2O H2－2e－＋2OH－ = 2H2O O2 ＋ 4e－＋2H2O = 4OH－ 3、二次电池 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。 能量转化： 实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等 应用：汽车；