4.1.2原电池（二） 一次电池、二次电池、燃料电池 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

4.1原电池 （二）一次电池、二次电池、燃料电池 1 1. 掌握一次电池、二次电池的反应原理并能书写电极反应式。 2.了解常见的氢氧燃料电池的种类，能正确书写电极反应式，了解气体燃料 电池的工作原理。 学习目标 人们根据原电池反应的原理，设计了很多种类的电池来实现化学能转化为电能。 干电池 银锌纽扣电池 锂离子电池 你知道的电池有哪些？它们有什么不同？ 铅酸蓄电池 思考 不可充电 一次电池 可充电 二次电池 一、一次电池及工作原理 1.化学电源概述 (1)化学电源的分类 _______是各种化学电源的雏形，化学电源包括_________、 ________和_________。 原电池 一次电池 二次电池 燃料电池 一、一次电池及工作原理 1.化学电源概述 (2)判断电池优劣的主要标准 ①比能量：_________或_________所能输出_____的多少。 ②比功率：_________或_________所能输出_____的大小。 ③电池可储存时间的长短。 单位质量 单位体积 电能 单位质量 单位体积 功率 一、一次电池及工作原理 2.一次电池 (1)一次电池是_________________的电池，其电解质溶液制成胶状， 不流动，又叫干电池。 (2)常见的一次电池 放电后不可再充电 一次电池(干电池) 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 锌银电池 一、一次电池及工作原理 2.一次电池 (1)一次电池是_________________的电池，其电解质溶液制成胶状， 不流动，又叫干电池。 (2)常见的一次电池 放电后不可再充电 一次电池(干电池) 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 锌银电池 (3)优点：结构简单、价格低廉； 缺点：会发生自放电，不能长期放置。 一、一次电池及工作原理 3. 碱性锌锰电池 ①电池构造 负极反应物：_____；正极反应物：______； 电解质：_____。 ②工作原理 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 负极反应式：__________________________； 正极反应式：__________________________________。 锌粉 MnO2 KOH Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ 一、一次电池及工作原理 4.普通锌锰电池的电池反应一般认为是 Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===Zn(NH3)2Cl2＋ 2MnO(OH) (1)负极材料是_____，负极反应式： _________________________________。 (2)正极材料是_______，正极反应式： _____________________________。 (3)电解质溶液是_________。 锌筒 石墨棒 MnO2＋ H＋＋ e－=== MnO(OH) NH4Cl糊 一、一次电池及工作原理 5.纽扣式锌银电池 总反应式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag (1)负极反应物为____，反应式：_______________________________。 (2)正极反应物为_____，反应式：______________________________。 (3)电解质溶液是_________。 锌 Zn＋2OH－ － 2e－ === ZnO＋H2O Ag2O Ag2O＋2e－ ＋H2O === 2Ag＋2OH－ KOH溶液 已知原电池总反应式，书写电极反应式的方法 (1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况， 找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应； 找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 (2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反 应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。 二、二次电池 1.二次电池 又称__________或_______，是一类放电后可以再充电而__________的电池。 可充电电池 蓄电池 反复使用 二、二次电池 2. 铅酸蓄电池 (1)电池构造 放电反应和充电反应总反应式表示如下： PbO2 Pb (2)放电反应原理 ①负极反应式：_______________________； ②正极反应式：_____________________________________； ③放电过程中，负极质量_____，稀H2SO4的浓度_____。 增大 减小 二、二次电池 2. 铅酸蓄电池 (3)充电反应原理：充电过程与其放电过程相反。 (4)铅酸蓄电池的优缺点 ①优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。 ②缺点：比能量低、笨重。 铅蓄电池构造示意图 (1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。 (2)充电时的电极反应式的书写 【注意】 三、常见氢氧燃料电池的种类及工作原理 1.燃料电池的概念 燃料电池是一种连续地将_____和_______的化学能直接转化为_____的化学电源。 2.燃料电池的特点 (1)工作时，______和_______连续地由外部供给并在电极上进行反应，生成物不断地被排出。 (2)能量转换率____(>80%)，排放的废弃物____。 燃料 氧化剂 电能 燃料 氧化剂 高 少 三、常见氢氧燃料电池的种类及工作原理 3.氢氧燃料电池 (1)基本构造 三、常见氢氧燃料电池的种类及工作原理 3.氢氧燃料电池 (1)基本构造 (2)工作原理   酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 ________________ ________________________ 正极反应 ______________________ _______________________ 总反应 _________________ H2－2e－===2H＋ H2－2e－＋2OH－===2H2O O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2H2＋O2===2H2O 四、其他新型燃料电池 1.甲烷燃料电池成本远低于以氢气为燃料的传统燃料电池。 (1)在酸性介质中 负极反应式：_____________________________； 正极反应式：_______________________； 总反应式：________________________。 (2)在碱性(KOH溶液)介质中 负极反应式：________________________________； 正极反应式：________________________； 总反应式：_______________________________。 CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 燃料电池电极反应式书写的方法 第一步：写出燃料电池反应的总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。 第二步：写出电池的正极反应式 正极一般为氧气得电子，介质不同时其电极反应式有所不同，如： 酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O； 碱性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－； 【小结】 【小结】 固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－； 第三步：根据电池总反应式和正极反应式，写出负极反应式。电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。 二、化学电源 1.一次电池 锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。 由两组平行的栅状铅合金极板交替排列作为主架，正极板上覆盖PbO2，负极板上覆盖Pb，电解质是硫酸。 优点：电压稳定，使用方便、安全、可靠，可以循环使用 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 二、化学电源 2.二次电池 伏打电堆 化学反应与能量变化 第2课时 常见的 化学电源 一次电池 原电池 概念 工作原理 形成条件 二次电池 1.下列装置中能够组成原电池的是 (填序号)。 ④⑥⑦ 【练习】 2. 下列说法正确的是( ) A.原电池是把电能转化成化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极 C.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应 D.形成原电池后，原电池中的阳离子移向正极 D 【练习】 3. 如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生， C为电解质溶液，下列说法错误的是( ) A.B极为原电池的正极 B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应 C 【练习】 4.把a、b、c、d 4种金属浸入到稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池， 请根据下列信息，判断四种金属的活动性顺序。 (1)若a、b相连，a为负极。 (2)若c、d相连，d上有气泡逸出。 (3)若a、c相连时，a的质量减少。 (4)若b、d相连，b为正极。 a>c a>b c>d d>b 负极：较活泼的金属； 电子流出；质量减少 正极：较不活泼的金属； 电子流入；有气泡产生 a>c>d>b Zn－2e－＋2NH=== Zn(NH3)＋2H＋ Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 Pb＋SO－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 放电时的负极反应式充电时的阴极反应式 放电时的正极反应式充电时的阳极反应式 CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 $