6.1.3化学电源 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦“化学电源”主题，系统涵盖锌锰干电池、铅酸蓄电池、燃料电池等类型，详解电极反应式书写及电池特点，通过电池发展历程导入，衔接原电池原理，搭建新旧知识学习支架。 其亮点在于融合科学思维（电极反应式书写的模型建构与守恒原则）、科学态度与责任（燃料电池清洁高效及车用能源环保分析），结合多样化练习与教材拓展内容，提升学生问题解决能力，教师可借助结构化案例与实践活动优化教学效果。

6.1.3化学电源 思 1.锌锰干电池——一次电池 ①正极：________ ②负极：________，电极反应式：_______________ ③电解质溶液：___________ ④特点： 锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效，放电后不能充电，是一次电池。 石墨棒 锌筒 Zn﹣2e﹣=Zn2+ 氯化铵糊 2.铅酸蓄电池——二次电池(充电电池) ①正极：___________，电极反应式：___________________________ ②负极：___________，电极反应式：___________________________ ③电解质溶液：__________ ④特点： 放电时所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，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，属于二次电池（还有镍氢电池、锂离子电池等）。 PbO2 PbO2+2e﹣+4H++SO42- =PbSO4+2H2O Pb Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 硫酸溶液 化学电池是___________和_____________的重要组成部分，锂离子电池和燃料电池发展较快。 手机、笔记本计算机、照相机和摄像机等的电器所用的电池大多为_____________电池。 新能源 可再生能源 锂离子 发展中的燃料电池 燃料电池是一种将燃料（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，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用。 燃料电池的供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领城有广阔的应用前景。 教材p39：科学·技术·社会 3.燃料电池 ① 高② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 正极： 负极： 2H2 – 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 酸性氢氧燃料电池的电极反应式： 教材p38：信息搜索 教材p39：化学与职业 4. 书写电极反应式 ①原则：质量守恒，得失电子守恒，电荷守恒 ②步骤：(1)列物质 标升降 平变价 ⑵算电荷 看环境 配守恒 （类似陌生氧还方程式的配平） 注：书写时注意是直接产物还是间接(最终)产物 某级电极反应式=总反应式－另一极电极反应式 ③练习 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ a. b. Zn －2e - = Zn 2+ 2H++2e - = H2 ↑ Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ↑ Zn －2e - = Zn 2+ Cu2+ + 2e - = Cu Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ c. d. 已知某电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2 正极：___________________________ 负极：___________________________ 2Zn + O2+2H2O = 2Zn(OH)2 2MnO2 + 2e- + 2H2O= 2MnO(OH) + 2OH- Zn - 2e- + 2OH- =Zn(OH)2 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ e. f. 甲烷碱性燃料电池： 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 Ag2O＋2e－＋H2O＝2Ag ＋2OH－ Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2 CH4 +10OH- －8e- = CO32-+7H2O CH4 + 2O2 +2OH- =3H2O+ CO32- 2O2+8e-+4H2O = 8OH- g. h. 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ NO3﹣+e﹣+2H+=NO2↑+H2O Cu﹣2e﹣=Cu2+ Cu+4H++2NO3﹣=Cu2++2NO2↑+2H2O 2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣ Al﹣3e﹣+4OH﹣=[Al(OH)4]﹣ 2Al+2OH﹣+6H2O=2[Al(OH)4]﹣+3H2↑ 正极：___________________________ 负极：___________________________ 总反应式：________________________________ i. Fe3++e﹣=Fe2+ 2I﹣﹣2e﹣=I2 2I﹣+2Fe3+=I2+2Fe2+ 5.了解车用能源(教材p40) (1)写出不同燃料发生能量转化时涉及的主要化学反应。 (2)比较相同质量的燃料燃烧时放出热量的多少，并结合燃料的物质状态分析其优劣。 (已知：H₂：285.8 kJ/mol；CH₄：890.3 kJ/mol；C₈H₁₈(l)：5518 kJ/mol；C₂H₅OH(l)：1367 kJ/mol) (3)从来源、环保等其他角度分析不同燃料的优劣。 氢气 反应式：2H₂ + O₂ = 2H₂O 燃烧产物只有水，理论上实现完全零排放。 燃烧1 g H2放热：142.9 kJ。 氢气来源分类 灰氢：化石燃料制取，碳排放高，成本低。 蓝氢：灰氢基础上结合碳捕捉技术，实现部分减排。 绿氢：利用可再生能源电解水制取，真正零碳排放。 甲烷 CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O 燃烧1 g CH4放热：55.6 kJ。 广泛的来源 主要来自天然气开采，也可通过有机废物发酵产生生物沼气 过渡性清洁能源 碳排放比汽油低约25%，但仍属温室气体，非零排放 辛烷 2C₈H₁₈ + 25O₂ = 16CO₂ + 18H₂O 燃烧1 g C8H18放热：48.4 kJ。 化石能源来源 主要通过石油分馏获得，属于典型的不可再生资源。 环保挑战 燃烧排放CO₂、NOx及颗粒物，加剧温室效应与空气污染。 乙醇 C₂H5OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O 燃烧1 g C2H5OH放热：29.7 kJ。 原料来源与生产工艺 主要通过玉米、甘蔗等农作物发酵制取，属于可再生能源。 环保性与社会争议 理论上可实现碳循环，但大规模生产可能引发粮食危机，并消耗大量水资源。 类型 能量转化 效率 技术 蒸汽机 化学能→热能→机械能 很低 已淘汰 内燃机 化学能→热能→机械能 约30% 成熟 燃料电池 化学能→电能→机械能 约60% 新型、高效 (4)了解蒸汽机、内燃机和燃料电池等的能量转化形式，从转化效率、技术可行性等角度进行比较。 （5）你最终选择了哪种燃料和哪种能量转化形式？你在选择时重点考虑了哪些因素？ （6）通过了解车用能源的发展过程，你得到什么启示？请与同学讨论 选择：氢气 + 燃料电池 重点考虑：环保、效率高、未来发展方向。 启示： 车用能源向清洁、高效、可再生方向发展。 化石燃料有限，必须开发新能源。 理想能源要满足：热值高、易储运、来源广、污染小。 1.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是( ) A.锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料 B.在外电路中电子从碳棒流向锌外壳 C.电流从锌流到碳棒上 D.在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动 A 2.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是( ) A.Pb是正极 B.PbO2得电子，被氧化 C.负极反应是Pb＋SO42-－2e－===PbSO4 D.电池放电时，溶液的酸性增强 C 检 B 3.如图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是 A．a极是负极 B．正极的电极反应是：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ C．电子由a通过灯泡流向b D．氢氧燃料电池是环保电池 4.某可充电的锂离子电池以Li2Mn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li＋导电固体为电解质。放电时的电池反应为Li＋LiMn2O4＝Li2Mn2O4，列说法不正确的是 A．放电时， LiMn2O4发生氧化反应 B．放电时，正极反应为：Li＋＋ LiMn2O4＋e－＝Li2Mn2O4 C．Li是负极，电极反应为Li－e－＝Li＋ D．锂电池是一种对环境没有严重污染的绿色电池 A 5. 一种镁－空气电池装置如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。 (1)负极电极反应式___________________________，正极电极反应式________ _______________。 Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)电子移动的方向是由___经外电路到___。(填“a”或“b”) (3)电池总反应式为____________________________。 a b 2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $