4.1.2化学电源 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 电 源 课程精讲 点亮世界的奇妙能量 是什么让这一切 成为可能？ 化学电源 1、了解化学电源的分类 2、理解常见化学电源的工作原理 3、掌握书写化学电源电极反应式的方法 课程精讲 你还能说出哪些用到 电池的设备呢？ 常见的 化学电源 课程精讲 1.一次电池：只能放电，不能充电，如锌锰干电池。 2.二次电池：可充电，反复使用，如铅蓄电池、锂电池。 3.燃料电池：将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。 一、化学电池的分类 课程精讲 普通锌锰干电池 （一次电池） 总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3↑+H2O 负极（锌筒）：Zn﹣2e- = Zn2+ 正极（石墨棒）：2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3↑+H2O 让我们认识一下 干电池的结构 课程精讲 碱性锌锰干电池（一次电池） 用KOH电解质溶液代替NH4Cl， 得到性能优化的碱性锌锰干电池。 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH)2 负极：Zn + 2OH-﹣2e- = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH- 课程精讲 趣味小实验（模拟锌锰干电池） 实验用品：用锌片、石墨棒、氯化铵溶液、二氧化锰 实验步骤：自制简易装置模拟锌锰干电池使小灯泡发光 教师演示实验 课程精讲 铅蓄电池 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 放电 充电 工作原理： 总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 负极：Pb +2-﹣2e- = PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + 2- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 课程精讲 请大家思考 放电和充电过程中 电极和电解质的变化 课程精讲 锂电池的优点：能量密度高、重量轻、自放电率低等。 锂离子电池 课程精讲 以石墨 — 钴酸锂电池为例： Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + 6C 放电 充电 锂离子电池 总反应：Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C 负极：LixC6﹣xe- = 6C + xLi+ 正极：Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2 课程精讲 连续将燃料（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 注意：燃料电池内部不存在燃烧现象。 三、燃料电池 课程精讲 氢氧燃料电池汽车 课程精讲 氢氧燃料电池汽车的视频 课程精讲 电极反应式书写方法 1、确定正负极：根据电池总反应和元素化合价变化判断。 2、写电极反应：负极失电子，正极得电子，注意电解质环境。 3、检查和配平：检查电荷和原子是否守恒。 课程精讲 拓展练习： 甲烷燃料碱性电池 用金属铂片插入KOH溶液作电极， 在两极上分别通CH4和O2 总反应：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 正极：4H2O＋2O2＋8e ＝8OH 负极：CH4＋10OH-－8e ＝CO32-＋7H2O 参考答案 同学们写对了么？ 课程精讲 请大家依据知识框架 回忆本节主要内容加以描述 1、电池的分类 2、一次电池 3、二次电池 4、燃料电池 回顾化学电源的分类、常见化学电源的工作原理和电极反应式书写方法。 强调化学电源在生活中的重要性和不断发展的趋势。 课程精讲 让我们练习一下吧！ 课堂巩固 B 1.碱性锌锰干电池总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnOOH。下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极 B．负极的电极反应为Zn－2e－=Zn2＋ C．参与正极反应的物质为MnO2和H2O D．MnOOH中Mn的化合价为＋3 课堂巩固 B 2．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，下面结论正确的是(　 　) A．SO42－只向PbO2处移动 B．电解液密度不断减小 C．Pb为正极，被氧化 D．负极的质量逐渐减轻 3．日常生活中有酸式氢氧燃料电池和碱式氢氧燃料电池。 (1)在酸式介质中，负极反应的气体为______，正极反应的气体为______，酸式电池的电极反应式：负极：______________________，正极：_____________________；电解质溶液pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)在碱式介质中，碱式电池的电极反应： 负极：______________________，正极：_____________________；电解质溶液pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。 变大 变小 2H2－4e－=4H＋ O2＋4e－＋4H＋=2H2O 2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 课堂巩固 课堂巩固 D (3)下列有关氢氧燃料电池说法中不正确的是________。 A．氢氧燃料电池作为汽车能源能起到保护环境的作用 B．太阳能光解水制氢气比电解水节能 C．以稀H2SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同 D．以稀H2SO4、KOH溶液为介质的氢氧燃料电池的负极反应式相同 课程精讲 课后任务 1、完成教材相关习题。 2、查阅资料，了解新型化学电源的研究进展， 并写一篇简短的介绍。 H2 O2 $$