内容正文:
必修二 第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
化学电池
制造多样的化学电源
原电池构成的应用
原电池:化学能转化成电能的装置
干电池 铅蓄电池 手机锂电池 氢燃料电池汽车
常见的电池
常见的电池如何分类?
一次电池
二次电池
燃料电池
一、一次电池 二次电池
电极反应:Zn-2e-===Zn2+
负极
正极
电解质溶液
锌锰干电池
纽扣电池
1. 一次电池
(1)特点:放电后不能充电。
(内部的氧化还原反应无法逆向进行)
(2)普通锌锰干电池的构造
其中MnO2发生还原反应
2.二次电池(充电电池)
(2)特点:
放电时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,实现放电与充电循环。
(1)常见的充电电池:
铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。
一、一次电池 二次电池
(3)能量转化:
化学能
电能
放电
充电
铅酸蓄电池构造如图所示,工作时电池总反应为
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4(S)+2H2O。
2.二次电池(充电电池)
一、一次电池 二次电池
(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。
Pb
PbO2
硫酸
PbO2(或正)
(3)工作时,电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
1.(2024·石家庄高一期中)锌锰干电池的历史悠久,其构造如图所示。下列说法错误的是
A.锌锰干电池属于一次电池
B.电池工作时,锌筒为正极
C.电池工作时,石墨棒不会变细
D.电池工作时,MnO2发生还原反应
√
一、一次电池 二次电池
应用体验
2.锌银纽扣电池具有质量小、体积小、储存时间长的优点。电池的总反应式为Zn+Ag2O===ZnO+2Ag,如图为其构造示意图,下列说法错误的是
A.Ag2O电极为正极,发生还原反应
B.电子由负极经过电解质溶液移向正极
C.负极的电极反应式:Zn+2OH--2e-===
ZnO+H2O
D.该锌银纽扣电池为一次电池
√
一、一次电池 二次电池
应用体验
纽扣电池
3.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A.Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.正极的电极反应式为 2Ag+2OH− = Ag2O+2e−+H2O
C.锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
A B C D
AB
双选
二、燃料电池
氢燃料电池汽车
1.概念
一种将燃料(如H2、CH4、乙醇)和氧化剂(如O2)的
化学能直接转化为电能的电化学反应装置。
将 燃烧反应 变为 电池 的装置。
燃料电池有许多种,其中氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。
特点:
1.产物是水,清洁环保。
2.持续通氢气和氧气,产生持续产生电流。
3.能量转化率理论高达85~90%。
二、燃料电池
正负极材料:
负极:
正极:
电解质:
总反应:
使用铂或石墨电极
通氢气(燃料)
通氧气(氧化剂)
酸性溶液/碱性溶液
燃烧反应
4.氢氧燃料电池
总反应:2H2+O2===2H2O
0 +1
0 -2
电解质溶液 碱性(OH-)
负极
正极
书写电极反应式,酸性条件下不出现OH-,碱性条件下不出现H+。
2H2-4e-+4OH-===4H2O
O2+2H2O+4e-===4OH-
✪特别提醒:
二、燃料电池
H2
O2
4.氢氧燃料电池
总反应:2H2+O2===2H2O
0 +1
0 -2
电解质溶液 酸性(H+)
负极
正极
书写电极反应式,酸性条件下不出现OH-,碱性条件下不出现H+。
2H2-4e-===4H+
O2+4H++4e-===2H2O
✪特别提醒:
二、燃料电池
H2
O2
1.下图为氢氧燃料电池装置示意图,下列有关说法正确的是( )
A.电极A为正极B.产物为水,属于环境友好电池C.电子流向:电极B→导线→电极AD.该电池的化学能可以100%转化为电能
B
二、燃料电池
2.如图是甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH +3O2 = 2CO2+ 4H2O。下列说法不正确的是( )
A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是甲醇B.正极反应式为O2+ 2H2O + 4e-= 4OH-C.负极反应式为CH3OH + H2O-6e- = CO2+ 6H+D.该电池提供1mole-,消耗氧气0.25mol
A
二、燃料电池
甲烷电池 H2SO4作电解质 KOH作电解质
负极反应
正极反应
总反应
CH4 + 2H2O - 8e- === CO2 + 8H+
CH4 + 10OH- - 8e- === + 7H2O
2O2 + 8H+ + 8e- === 4H2O
2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH-
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
CH4 + 2O2 + 2OH- === + 3H2O
5.甲烷燃料电池
二、燃料电池
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