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3课时 化学反应 与 电能 （化学电源） 第六章 第1节 化学反应中的能量变化 1 原电池的构成要素 总结 原理要素：自发进行的氧化还原反应 装置要素：负极、正极、电子导体（导线）、离子导体（电解质溶液） 发电机理：氧化反应在负极发生（失电子）、还原反应在正极发生（得电子） 在电位差的影响下，电子从负极流向正极，产生电流 注意：在双金属-溶液电池中，更活泼的金属材料做负极，同时发生氧化反应，多数伴随着质量减小、而不活泼金属做正极，伴随着气体放出/质量增加 原电池 · 装置探究 1、电极材料一定是金属吗 2、电极材料的作用：给氧化反应和还原反应的发生提供场所（得失电子的场所——需要能导电） 3、电极材料一定会参与电极反应吗？（不一定，在双金属溶液电池中，负极材料同时作为负极反应物） 2 燃料电池 · 原电池深入探究 氢燃料电池车 燃料电池是一种能量转化装置，将燃料的化学能转化为电能。 氢氧燃料电池利用了电解水的逆反应，以C或Pt作为电极材料，实现能量转化。 氢氧燃料电池发热效率高、产物仅为水、可实现完全无污染 资料卡片 3 实验 氢氧燃料电池 燃料电池 · 原电池深入探究 电解H2O，产生H2、O2 用导线连接两极，电流表偏转 电池总反应：2H2+O2 = 2H2O ①、根据图b分析，该电池的正负极材料是什么？离子导体是什么？ 思考 ②、根据电池反应分析，得电子的物质是什么？失电子的物质是什么？ ③、在图b中画出电子流向，并标出反应的正极与负极 图a 图b 燃料电池 · 原电池深入探究 负极材料： 负极反应物： 正极材料： 正极反应物： 负极材料： 负极反应物： 正极材料： 正极反应物： 燃料电池 · 原电池深入探究 思考 ①、电极材料一定是金属吗？ ②、电极材料一定会参与电极反应吗？ 石墨 H2 石墨 O2 Zn片 Zn Cu片 H+ 1、电极材料一定是金属吗 2、电极材料的作用：给氧化反应和还原反应的发生提供场所（得失电子的场所——需要能导电） 3、电极材料一定会参与电极反应吗？（不一定，在双金属溶液电池中，负极材料同时作为负极反应物） 6 燃料电池 · 原电池深入探究 总结 ①、电极材料不一定是金属，C棒等导电材料也可作为电极， 为还原反应和氧化反应提供得失电子的场所 ②、燃料电池中，常用双碳棒、双铂棒作为电极材料， “燃料”作负极反应物、O2作正极反应物 燃料电池中不需要“点燃”，利用二者电位差产生电子转移 1、电极材料一定是金属吗 2、电极材料的作用：给氧化反应和还原反应的发生提供场所（得失电子的场所——需要能导电） 3、电极材料一定会参与电极反应吗？（不一定，在双金属溶液电池中，负极材料同时作为负极反应物） 7 总反应：2H2 + O2 =2H2O 负极：2H2 – 4e- = 4H+ 正极：O2 + 4e- +4H+= 2H2O 负极：2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 酸性介质( H+) 碱性介质(OH-) 氢氧燃料电池 设计原电池 1 原电池 · 设计 思路：①、原电池构成要素 ②、拆分电极反应 ③、确认正负电极、电解质溶液 ④、检查要素构成 任务：以“Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+”为总反应，设计一个原电池 练习：选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池。 回答下列问题： (1)负极材料：___；正极材料：__________；电解质溶液：___________。 (2)写出电极反应式 正极：__________________； 负极：________________。 (3)原电池中电子从______极流出，电解质溶液中阴离子流向____极(填“正”或“负”)。 铜 银(或碳棒) AgNO3溶液 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ 负 负 原电池 · 设计 一次 电池 二次 电池 燃料 电池 生活中常见的电池 燃料电池 干电池 铅酸电池 锂电池 化学电源 一次电池 特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行) 锌锰干电池 构造示意图 锌筒：____ 电极反应：_______________ 石墨棒：____ 最终被还原的物质：_________ NH4Cl糊的作用：____________ 负极 Zn－2e－===Zn2＋ 正极 二氧化锰 电解质溶液 化学电源 二次电池(充电电池) 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 锂离子电池 镍氢电池 能量转化 铅酸电池 化学电源 铅蓄电池的总反应如下，找到电池的正极反应物、负极反应物 Pb+PbO2+4H++2SO4 2- = 2PbSO4+2H2O 负极： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极： PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O （难溶于水） 化学电源 思考：反应一段时间后，电解液的PH会如何变化？ 3.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是( ) A.锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料 B.在外电路中电子从碳棒流向锌外壳 C.电流从锌流到碳棒上 D.在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动 A 4.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是( ) A.Pb是正极 B.PbO2得电子，被氧化 C.负极反应是Pb＋SO42-－2e－===PbSO4 D.电池放电时，溶液的酸性增强 C 化学电源 16 $$