1.2.2化学电源 课件 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修1

第2课时 化学电源 第二单元 化学能与电能的转化 苏教版化学必修二专题六化学反应与能量变化 学习目标 01 02 掌握一次电池、二次电池、燃料电池的工作原理 通过本节课的学习，我们要努力达到 学会分析常见几类电池的电极方程式 复习回顾 化学电源的分类 一次电池 二次电池 燃料电池 活性物质（发生氧化还原的物质）大部分被消耗后就不能再使用。 又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，但是活性物质是有限量的。 利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原，将化学能直接转化为电能的化学电池，能连续不断地提供电能。 1.普通锌锰干电池 ③结构： 锌筒为 极，石墨棒为 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作 。 负 正 电解质 ④原理：总反应为 Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2 + 2MnOOH 负极：Zn＋2NH4Cl－2e—=== Zn(NH3)2Cl2＋2H＋ ①优点：制作简单，价格便宜 ②缺点：放电时间短，放电后电压下降快 正极：2MnO2 + 2H+ + 2e － =2MnOOH 2.碱性锌锰干电池 结构： ②工作原理： 负极 正极 电解质 总反应： Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+ 2MnOOH 负极：Zn－2e－ + 2OH － = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e － =2MnOOH + 2OH － ①优点：相比普通锌锰干电池，电流稳定，放点容量、放点时间增大，不会漏液 3.银锌纽扣电池 银锌电池是一种纽扣式大容量电池，Zn作 极，Ag2O作 极，电解质溶液为KOH溶液。 ①结构： ②工作原理： 负 正 Zn +Ag2O= 2Ag + ZnO 负极：Zn－2e－+ 2OH－==ZnO+H2O 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－ 回顾二次电池 负极 放电 正极 氧化反应 还原反应 二次电池 电源（-） 电源（+） 阴极 阳极 还原反应 氧化反应 充电 原电池 电解池 正接阳，负接阴 注意：(1)负极与阴极反应的形式互逆，正极与阳极反应的形式互逆。将放电时负(或正)极反应式反向，并将转移的电子移项，即可得到充电时阴(或阳)极反应式。 (2)放电时的电池反应的逆反应就是充电时的电池反应。 二.二次电池 ①构成： 正极板覆盖 ,负极板上覆盖 ，电解质是 。 PbO2 Pb 硫酸 1.铅蓄电池 ②特点： 铅蓄电池性能优良，________，________；但其______低，____后会污染环境 价格低廉 安全可靠 比能量 废弃 负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O 放电： 充电： PbSO4 =Pb+ SO42- PbSO4 +2H2O = PbO2 + 4H++ SO42- 阴极: 与外接电源负极相连 阳极: 与外接电源正极相连 +2e- 注意：放电时，pH是增大的，且正负极质量均增加。充电、放电反应互为逆反应。 ③原理：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电 充电 -2e- 总反应方程式：Pb+PbO2+4H++2SO42-= 2PbSO4+2H2O 总反应方程式：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+4H++2SO42- ①特点：质量小、体积小、储存和输出能量大等。 ②结构： 2.锂离子电池 负极：LixC6－xe—===6C＋xLi＋ 正极：Li(1－x)CoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 ③放电原理： ④充电原理： 阴极：6C＋xLi＋＋xe－===LixC6 阳极：LiCoO2－xe－===Li(1－x)CoO2＋xLi＋ 例1 中国科学院深圳先进技术研究院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池，可大幅度提升电动汽车的使用性能，其工作原理如右栏上图所示。充电过程中，石墨电极发生阴离子插层反应，而铝电极发生铝锂合金化反应。下列叙述正确的是(　　) A．放电时，电解质中的Li＋向左端电极移动 B．充电时，与外加电源负极相连一端电极反 应式为AlLi－e－＝Li＋＋Al C．放电时，正极反应式为Cn(PF6)＋e－=== D．充电时，若转移0.2 mol电子，则铝电极的质量增加5.4 g C 新课程36页 回顾：燃料电池的组成 燃料电池的工作原理 利用质子交换膜技术，使氢气在覆盖有催化剂的质子交换膜作用下，在负极被催化分解成为质子，这些质子通过质子交换膜到达正极，在氢气的分解过程中释放出电子，电子通过负载被引出到正极，这样就产生了电能。 三.燃料电池 1.氢氧燃料电池 总反应方程式：2H2+O2=2H2O ①酸性（H+） 负极：2H2-4e-=4H+ 正极:O2+4H++4e-=2H2O ②碱性（OH-） 负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极:O2+2H2O+4e-=4OH- ③中性 负极：2H2-4e-=4H+ 正极:O2+2H2O+4e-=4OH- 例题2肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其为原料的燃料电池是一种理想的电池。该电池具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．电池工作时，正极附近的pH降低 B．当消耗1 mol O2时，有2 mol Na＋由甲槽向乙槽迁移 C．负极反应为4OH－＋N2H4－4e—===N2↑＋4H2O D．若去掉离子交换膜，电池也能正常工作 C 新课程38页 [训练2]　甲醇空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．该装置能将电能转化为化学能 B．电流由乙电极经导线流向甲电极 C．负极的电极反应式为：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2＋5H2O D．b口通入空气，c口通入甲醇 B 新课程38页 谢谢 $$