1.2.2 化学电源 (课件） 2025-2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件围绕“化学电源”主题，系统梳理了一次电池、二次电池与燃料电池的核心知识，通过复习回顾、结构分析、电极反应书写及实际应用案例，构建了从基础概念到复杂原理的学习支架，前后衔接自然，逻辑清晰。 其亮点在于融合化学观念、科学思维与科学态度与责任三大核心素养，以氢氧燃料电池为例，引导学生从宏观现象到微观粒子、符号表达的多维理解，强化证据推理与模型建构能力，同时通过废旧电池污染案例培养环保意识。教师可借此提升课堂深度与现实关联性，学生则能建立结构决定性质的认知框架，掌握电极反应书写规律，实现知识迁移与社会责任感的双重成长。

1.2.2 化学电源 课前导入 2019诺贝尔化学奖 2019年诺贝尔化学奖颁发给了三位科学家以表彰他们在锂离子电池发展上做出的贡献，瑞典皇家科学院称“他们创造出了一个可充电的世界”。 复习回顾 请将下列电池进行归类 碱性锌锰干电池 银锌纽扣电池 铅蓄电池 锂离子电池 氢燃料电池 一次电池 二次电池 燃料电池 化学电源 只能放电不能充电 (可充电电池) 如：氢氧燃料电池 能量利用率高，无污染 1.锌锰干电池 一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫作干电池 知识点一 · 一次电池 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 优点：制作简单，价格便宜 缺点：放电时间短，放电后电压下降快 2.碱性锌锰干电池 结构： 工作原理： 负极：Zn－2e－ + 2OH － = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e － =2MnOOH + 2OH － 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 总反应： Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+ 2MnOOH Zn-Ag2O KOH溶液 负极：Zn－2e－+ 2OH－==Zn(OH)2（ZnO+H2O） 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－ 2.银锌纽扣电池 电池总反应： Zn +Ag2O + H2O == 2Ag + Zn(OH)2 或 Zn +Ag2O + == 2Ag + ZnO 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。 结构： 正 负 注意： 在写电极产物时，要注意电解质溶液的酸碱性。 思考探究 一次电池在使用过程中有何局限性？ 构成： 正极板覆盖 ,负极板上覆盖 ，电解质是 。 1.铅蓄电池 二次电池又称充电电池或蓄电池，该类电池即可放电也可以充电 知识点二 · 二次电池 结构： PbO2 Pb 硫酸 工作原理： 1.铅蓄电池 负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O 放电： 充电反应就是上述反应的逆反应 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- -2e- 注意： 1.铅蓄电池放电时，pH增大 2.铅蓄电池放电时，正负极质量均增加 二次电源的充电与放电 放电 充电 ①电子由负极向正极移动，即为放电；电子由阳极向阴极移动即为充电 ②充电时，阳极与外接直流电源的正极相连，阴极与外界直流电源的负极相连 随着信息技术的发展，我们更青睐小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池。目前已开发出镍铬电池、镍氢电池、锂电池、锂离子电池。 2019年三位锂离子电池科学家获诺贝尔化学奖 P19课本 三．燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。 氢气、烃类、肼（N2H4） 、甲醇、氨、煤气等液态或气态的燃料。 1. 燃料电池的规律： ①燃料做负极，助燃剂氧气为正极 ②电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。 2. 元素的转化 C H O CO2 、CO32-(碱性) H+ 、H2O OH-、H2O、CO32-（熔融碳酸盐） 、 O2-（熔融氧化物） 电极材料： 使用铂电极Pt或多孔性碳 负极： 通氢气（燃料） H2 - 2e－ = 2H+ O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 3、氢氧燃料电池 正极： 通氧气（氧化剂） 正极: O2 负极： 燃料H2 酸性电解质 溶液：H2SO4 H+ 思考：电池工作一段时间后，上述溶液的pH如何变化？ 反应生成水，硫酸溶液酸性减弱， pH变大。 酸性 氢氧燃料电池（碱性介质） 负极：氢气 正极： 氧气 电解质溶液：氢氧化钾溶液 电池总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 碱性溶液电极反应式不能出现H＋ 四、燃料电池 电解质溶液:KOH溶液 正极:2O2+4H2O+8e- === 8OH- 负极:CH4-8e- +10OH-=== CO32- +7H2O 总反应:CH4+2O2 +2OH-=== CO32-+3H2O 氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、甲醇、汽油等。 名称 电解质 电极反应和总反应 甲烷燃料电池 KOH 总反应：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 正极： 负极： H2SO4 总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O 正极： 负极： 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 四、燃料电池 4、甲烷燃料电池 电解质溶液:KOH溶液 正极:O2+2H2O+4e- === 4OH- 负极:N2H4+4OH--4e- === N2↑+4H2O 总反应:N2H4+O2 === N2+2H2O 5.碱性肼燃料电池 氢气、烃类、肼（N2H4） 、甲醇、氨、煤气等液态或气态的燃料。 电解质溶液为碱性（如KOH），正极反应式都一样。 正极:2O2+4H2O+8e- === 8OH- 练：课本P28 3 该电池中导电离子是碳酸盐中的CO32-。 总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O 6.CH4-熔融碳酸盐燃料电池 （1）写出燃烧反应的化学方程式（即总反应式）； （2）写出正极的电极反应式(一般较简单)； （4）负极的电极反应式 = 燃料电池总反应式 - 正极的电极反应式。 燃料电池的电极反应式的书写步骤 减少污染、节约资源 电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节纽扣电池能污染60万升水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，渗出的重金属物质就会渗透土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物等，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康，有的还能致癌。所以我们不要乱扔电池，要及时回收。 1、镍­镉电池是一种可充电的“干电池”，使用寿命长达10～15年。其总反应为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 2Ni(OH)2＋Cd(OH)2 下列说法不正确的是( 　　) A．放电时，负极发生了氧化反应，反应为Cd＋2OH－－2e－ = Cd(OH)2 B．充电时，阳极反应为Ni(OH)2－e－＋OH－ = NiO(OH)＋H2O C．电池工作时，负极区pH增大，正极区pH减小 D．该电池充电时将电能转化为化学能 C 课堂检测 放电 充电 课堂检测 2．（2021·福建·泉州现代中学高二月考）如图所示的氢氧燃料电池，下列有关该电池的说法错误的( ) A．b电极是正极 B．电子由b电极经过灯泡流向a电极 C．电池总反应式为2H2+O2=2H2O D．氢氧燃料电池能量转化率可以 达到80%以上 B 课堂检测 3．（2021·安徽省蚌埠第三中学高二月考）汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如下图所示，放电时的电池反应如下： 根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A．PbO2是电池的负极 B．Pb是负极 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 B Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $