6.1.3 化学电池 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 课时3 化学电池 一、一次电池、二次电池 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 用过之后不能复原 充电后能继续使用 把燃料所具有的化学能直接转换成电能 一、一次电池、二次电池 电池放电后 充电(内部的氧化还原反应 逆向进行)， 如锌锰干电池属于一次电池（用过之后不能复原）。 【问题2】根据锌锰干电池的构造图，该电池的电极是？（完成下列填空） ①锌筒为 ，电极反应是 。 ②石墨棒为 ，最终被还原的物质是 。 ③NH4Cl糊的作用是 。 不能 无法 负极 Zn－2e－= Zn2＋ 正极 二氧化锰 作电解质溶液 【问题1】一次电池有何特点？ Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3↑+H2O 负极(Zn): Zn - 2e- = Zn2+ 正极(C)： 2MnO2 + 2NH4++2e- = Mn2O3+ 2NH3↑+H2O 电极方程式： 总反应方程式： 一、一次电池、二次电池 锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。 负极： 正极： 电解质溶液： 总反应： 锌筒 MnO2 KOH Zn－2e－ + 2OH－ = Zn(OH) 2 2MnO2＋2e－＋2H2 O = 2MnO(OH) + 2OH－ Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2 一、一次电池、二次电池 【问题1】二次电池(充电电池)的特点是什么？ 二次电池在放电时所进行的 ，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 氧化还原反应 逆向进行 铅酸蓄 镍氢 锂离子 【问题2】该过程的能量变化是什么？ 【问题3】常见的充电电池有什么？ 电池、 电池、 电池等。 一、一次电池、二次电池 铅蓄电池（原电池）工作时， 总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O, （1）原电池的电极材料：电解质________ 正极为_______ 负极为_____ （2）两极的电极反应式：正极：___________________________________________ 负极：________________________________ PbO2 Pb Pb-2e-+SO42-=PbSO4 充电电池—铅蓄电池（二次电池） H2SO4 充电 放电 PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 化学能 放电 充电 电能 一、一次电池、二次电池 镍镉电池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 充电 负极材料：Cd，正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。 反应式如下： 放电 负极：Cd - 2e- + 2OH- = Cd(OH)2 正极：NiO2+ 2e- + H2O = Ni(OH)2 + 2OH- Li+MnO2 LiMnO2 充电 放电 负极材料：Li ，正极材料：涂有MnO2 电解质：非水性电解质 总反应式（之一）： 负极：Li - e- + MnO2- = LiMnO2 正极：MnO2 + e- = MnO2- 锂电池 一、一次电池、二次电池 放电 充电 【典例剖析】以铅酸蓄电池为例，剖析二次电池的常见考点有什么？ 铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，工作时该电池总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 按要求回答下列问题： (1)负极材料是_____，正极材料是______，电解质溶液是______。 (2)工作时，电解质溶液中的H＋移向___________极。 (3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。 Pb PbO2 硫酸 PbO2(或正) 减小 负极每个铅原子失去2e-，就生成一个PbSO4 ,负极增加一个。 (4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol电子时，理论上负极板的质量增加____ g。 96 二、燃料电池 ①清洁（以H2为燃料时，产物为H2O；以CH4为燃料时，产物为H2O和CO2）、安全、高效（能量转化率可以达到80％）； ②反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供； ③供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，且充电时间较短。 【概念学习】 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。 【燃料电池特点】 【常用燃料】 氢气、甲烷、乙醇等 【常用氧化剂】 氧气 三、原电池工作原理的应用 氢氧燃料电池 总：2H2 + O2 = 2H2O 正极： 负极： O2 + 4e- +4H+ = 2H2O 酸性电解质溶液（如H2SO4溶液） 2H2 - 4e- = 4H+ 碱性电解质溶液（如NaOH溶液） 正极： 负极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O 三、原电池工作原理的应用 【归纳总结】 电解质溶液 负极 正极 酸性(H＋) 碱性(OH－) 中性 【特别提醒】在不同的环境下，书写时应当注意什么？ 2H2－4e－ = 4H＋ O2＋4H＋＋4e－ = 2H2O 2H2－4e－＋4OH－ = 4H2O O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－ 在书写电极反应式时应看清溶液的酸碱性； 酸性条件下不出现OH－，碱性条件下不出现H＋。 O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－ 2H2 - 4e- = 4H+ 三、原电池工作原理的应用 CH4 －8e- +2H2O= CO2+8H+ CH4 + 2O2 =CO2+2H2O 2O2+8e-+ 8H+=4H2O 写出甲烷燃料电池（CH4-O2-H2SO4溶液）的电极反应式 负极： 正极： 总反应: 写出甲烷燃料电池（CH4-O2-KOH溶液）的电极反应式 CH4 +10OH- －8e- = CO32-+7H2O CH4 + 2O2 +2OH- =3H2O+ CO32- 2O2+8e-+4H2O = 8OH- 负极： 正极： 总反应: 总结 能量转化：化学能电能。 $$