1.2.2 化学电源 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学电源，系统梳理其分类（一次电池、二次电池、燃料电池）及工作原理，从化学能转化为电能的实用装置切入，衔接原电池原理，构建“概念-分类-原理-应用”的学习支架，帮助学生理解电池构成与能量转化。 其亮点在于通过酸性/碱性锌锰干电池、铅蓄电池等实例，运用电极反应方程式建构电池工作模型，培养科学思维中的证据推理能力，结合废弃电池回收利用渗透科学态度与责任。学生能深化对能量转化的理解，教师可借助分类对比提升教学效率。

第2节 化学能转化为电能——电池 第2课时 化学电源 授课教师： 孙 榕 第一章 化学反应与能量转化 选 择 性 必 修 一 化学电源 一次电池 可充电电池(二次电池) 燃料电池 特点 只能 放电， 不能_充_电_ 可反复 充电和放电 ， 放 电后可以充电使活性物质获得再生。 能量利用率高， 可连续使用， 污染轻 1 、 概念： 化学电源是将化学能转化为电能的实用装置。 2 、 化学电源的分类 (1)按使用性质 ml 一、 化学电源及其分类 (2） 按电解质性质 ①中性电池 ②酸性电池 ③碱性电池 3 、 化学电源的回收利用 使用后的废弃电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质， 随处丢弃 会给土壤、 水源等造成严重的污染。 废弃电池要进行回收利用。 ml 一、 化学电源及其分类 1 、 概念： 电解质溶液制成胶状， 不流动的一次电池， 也叫干电池。例， 酸性锌锰干电池、 碱性锌锰干电池、 银锌电池 ml 二、 一次电池 Zn+2MnO2 + 2NH Mn2 O3 + 2NH3 + H2 O + Zn2 + 正极材料 正极： 2NH4＋＋2 MnO2＋2e- ＝Mn2O3 ＋ 2NH3＋H2O 和ZnCl2 负极： Zn－2e－＝Zn2 + 负极材料和 负极反应物 缺点： 锌和氯化铵和氯化锌混合溶液反应导致电池容易自放电， 使存放时间较短， 长时间放置可能会漏液； 放电后电压下降较快。 优点： 制作简单、价格低廉 2 、酸性锌锰干电池 ml 二、 一次电池 正极反应物 和石墨 负极反应物 负极： Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O 二— 正极反应物 优点： 比能量和储存时间有所提高， 适用于大电流和连续放电 缺点： 多数只能一次使用， 不能充电； 价格较贵 总反应方程式： 2MnO2＋H2O＋Zn＝ZnO＋2MnOOH 正极： 2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH- 2 、碱性锌锰干电池 衡量电池能量密度的指标 ml 二、 一次电池 碱式氧化锰/氢氧化氧锰 1 、 概念： 又称可充电电池或蓄电池， 是一类放电后可以再充电而反 复使用的电池。 ml 三、 二次电池 阴极 PbSO4 +2e- = Pb + SO - 正极反应物负极反应物 阳极 PbSO4 -2e- + 2H2 O = PbO2 + 4H+ + SO - 4 2 4 2 2 、铅蓄电池 总反应 Pb + PbO2 + 2H2 SO4 PbSO4 + 2H2 O Pb-2e- + SO - = PbSO4 PbO2 +4H+ + SO - +2e- = PbSO4 + H2 O 4 2 4 2 充电过程 （电解池） 放电过程 （原电池） ml 三、 二次电池 还原 氧化 负极正极 放电 单位质量电池释放的电能少，笨重， 废弃的电池污染环境。 电压稳定、 使用方便、 安全可靠、 价格低廉 ml 三、 二次电池 优点 缺点 2 、铅蓄电池 1 、 概念： 燃料电池是一种连续地 将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池 。 反应物不是储存在电池内部， 而是由外设装备提供燃料和氧化剂。 多孔石墨电极材料 ①吸附气体 ②催化作用 ③导电 ml 四、 燃料电池 酸性介质 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 碱性介质 O2＋4e－＋2H2O===4OH- 熔融金属氧化物介质 O2＋4e－===2O2 - “载流子 ”： ①酸性： H + ②碱性： OH- ③熔融金属氧化物 （ 陶瓷型）： O2 - ④熔融碳酸盐： CO32 - 2 、工作原理 规律： 燃料做负极反应物， 氧气做正极反应物 熔融碳酸盐介质 正极电极方程式 ml 四、 燃料电池 同时通入CO2 H2 - 2e－===2H+ H2 - 2e－ + 2OH－===2H2O 熔融金属氧化物介质 H2 - 2e－+ O2－===H2O 熔融碳酸盐介质 H2 - 2e－＋CO32－===CO2 + H2O 2 、工作原理 规律： 燃料做负极反应物， 氧气做正极反应物 负极电极方程式 以氢氧燃料电池为例 根据介质类型选择相应的 “ 载流子 ”、 H2O配平方程式 确定电子转移和变价元素原子守恒 确定生成物 H2 H+/H2O H2 - 2e－ H+/H2O ml 四、 燃料电池 酸性介质 碱性介质 【练一练】 甲烷-氧气燃料电池(需写出负极反应式即可)： ①(碱性介质) CH4 －8e－ ＋ 10OH－ ===CO32_- ＋7H2O________； ②(酸性介质) CH4 －8e－＋_2H2O === CO2_＋8H＋___________； ③(碳酸盐作介质) CH4 －8e－＋4CO32- === 5CO2_＋2H2O_______； ④(熔融的金属氧化物作介质高温下能传导O2－) C_H4 －8e－＋4O2－===CO2 ＋2H2O___________。 ml 四、 燃料电池 $