4.1.2 化学电源 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学电源，系统讲解一次电池、二次电池及燃料电池的组成、反应原理与应用。通过生活中“神六”太阳能电池、手机电池等实例导入，结合原电池原理回顾及电极反应口诀，搭建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于紧密联系生产生活实际，如铅酸蓄电池结构标注、锂离子电池在电子设备中的应用，培养学生科学态度与责任。通过不同电池反应对比及优劣判断标准，渗透科学思维中的证据推理与模型建构，帮助学生深化理解，教师可提升教学实效。

第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第2课时 化学电源 2 形形色色的电池 A Cu Zn 稀H2SO4 KOH溶液 CH4 O2 H2O a极 b极 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 用途广泛的电池 用于“神六”的太阳能电池 笔记本电脑专用电池 手机专用电池 摄像机专用电池 各式各样的纽扣电池 电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池 将化学能转换成电能的装置 将太阳能直接转换成电能的装置 将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置 电池的类别： 为什么电池的用途如此广泛呢？ 因为与其他能源相比，电池有许多优点。例如，它方便携带、易于维护，能量转化效率较高，供能稳定可靠，可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组等。 一、化学电源 1、概念： 化学电池 一次电池： 二次电池: 燃料电池： 如：铅蓄电池、银锌蓄电池等 如：氢氧燃料电池等 如：普通锌锰干电池、碱性锌锰电池等 2、分类： 利用原电池原理制成的各种电源。 放完电后不可再充电电池。又叫干电池（因电解质溶液制成胶状，不流动） 放完电后可再充电而重复使用，又称可充电电池或蓄电池。 连续地将燃料和氧化剂的化学能直接 转化为电能的化学电源。 3、化学电池的优点： （1）方便携带，易于维护； （3）可以制成各种不同形状、大小、容量和电压的电池。 （2）能量转换效率高，供能稳定可靠； 4、化学电池的优劣判断标准： （3）判断标准是： （1）比能量：单位质量或单位体积所能输出能量的多少。 （2）比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小。 即质量轻、体积小以及输出电能多、功率大、可储存时间长的电池好。 比能量或比功率大，且储存时间长的电池比较好。 负极还剂失高氧 正极氧剂得低还 两剂两产先找准 求价变定得失 补微粒平电荷 观察法平原子 电极反应的写法（口诀） 电池反应： 负极： 正极： Cu+2NO3- + 4H+ = Cu2+ + 2NO2↑+2H2O Cu-2e-=Cu2+ 2NO3- + 2e- + 4H+ =2NO2↑+ 2H2O 注： ①酸中补H2O和H+，不能生成OH-; ②碱中补H2O和OH-，不能生成H+。 知识回顾 1、普通锌锰干电池 （2）反应： Zn+2NH4+ +2MnO2 =[Zn(NH3)2]2+ +2MnO(OH) 负极： 正极： 电解质： Zn筒 石墨碳棒和MnO2 NH4Cl糊 2MnO2 + 2e- +2NH4+ = 2NH3 + 2MnOOH 电池反应： 正极： 负极： Zn – 2e- +2NH3= Zn(NH3)22+ （1）组成 二、一次电池（不可充电电池，又叫干电池） 缺点： ①锌壳逐渐变薄，糊状电解质会泄漏，腐蚀用电器； ②寿命短，性能差。即使不用，放置过久，也会失效。 市售的一次电池品种很多，除了普通锌锰电池，还有碱性锌锰电池、锌银电池等。 Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- 优点： 负极： 正极： 电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2 （1）组成 负极： 正极： 电解质： Zn粉 MnO2 KOH （2）反应： 比能量大，储存时间比普通干电池长，适用于大电流和连续放电。 2、碱性锌锰干电池 Ag2O + H2O + 2e- =2Ag+2OH－ Zn +2OH－- 2e- = Zn(OH)2 Zn + Ag2O + H2O= Zn(OH)2 + 2Ag 优点： 3、银锌电池 （1）组成 负极： 正极： 电解质： Zn Ag2O KOH 负极： 正极： 电池反应： （2）反应： 电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流和连续放电。 Pb- 2e- + SO42- == PbSO4 PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- == PbSO4 + 2H2O （2）放电反应： 负极： 正极： 电解质： 三、二次电池（又叫可充电电池或蓄电池） （1）组成： 负极： 正极： 电池反应： 优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，应用广泛。 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境。 *应当重视废旧电池的回收利用，即可减少环境污染，又可节约资源。 Pb PbO2 H2SO4 1、铅蓄电池 Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4H++SO42- =2PbSO4 + 2H2O 2、锂离子电池 （2）放电反应： 负极： 正极： 电解质： （1）组成： 负极： 正极： 电池反应： 优点： 嵌锂石墨 LiCoO2（钴酸锂） LiPO6（六氟磷酸锂）的碳酸酯溶液（无水） LixCy + Li1-xCoO2 == LiCoO2+ Cy LixCy -xe- == xLi+ + Cy Li1-xCoO2 + xe- +xLi+ == LiCoO2 质量小、体积小，比能量大，电压稳定、储存时间长。 四、燃料电池 2、组成： 负极： 正极： 电解质： 能量转化效率高，绿色环保。 3、特点： 5、缺点： 4、优点： 燃料：H2、CH4，C2H6，CH3OH，C2H5OH，H2，CO，N2H4等。 体积较大、附属设备较多。 燃料（工作时通入到Pt电极） 氧化剂：O2、空气等（通入到Pt电极） 强酸或强碱溶液 ①工作时，氧化剂与燃料不断地供给并在电极上不断反应，生成物不断被排出； ②能量转化率高(超过80%)，远高于转化率只有30%火力发电，大大提高了能源利用率。 1、定义： 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。 6、氢氧燃料电池 2H2＋4OH－－4e－=4H2O O2＋4e－＋4H＋=2H2O O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 2H2－4e－=4H＋ 注意：燃料电池的电极(Pt)不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。 2H2 ＋ O2= 2H2O 电池反应： （1）酸性电解质（ H2SO4 ） 负极： 正极： （2）酸碱性电解质（ NaOH ） 负极： 正极： （3）固体电解质（高温下能传导O2-） （4）熔融盐电解质（如K2CO3熔融体，正极通入O2和CO2混合气） O2 + 4e-+2CO2 == 2CO32- 2H2 – 4e- +2CO32- == 2CO2 +2H2O O2 + 4e- == 2 O2- 2H2－4e－＋2O2- =2H2O 负极： 正极： 负极： 正极： 19 甲烷氧气燃料电池 2O2 + 8e- + 4H2O == 8OH- CH4 – 8e- + 10OH- == CO32- + 7H2O （1）碱性电解质（KOH） CH4 +2O2 + 2OH- == CO32- + 2H2O 总反应： （2）酸性电解质（H2SO4） CH4 – 8e- +2H2O== CO2 +8H+ 2O2 + 8e-+8H+ == 4H2O 总反应： CH4 +2O2 == CO2 + 2H2O 负极： 正极： 负极： 正极： 小试牛刀： （3）固体电解质（高温下能传导O2-） CH4 – 8e- +4O2- == CO2 +2H2O 2O2 + 8e- == 4 O2- 总反应： CH4 +2O2 == CO2 + 2H2O （4）熔融盐电解质（如K2CO3熔融体，正极通入O2和CO2混合气） CH4 – 8e- +4CO32- == 5CO2 +2H2O 2O2 + 8e-+4CO2 == 4 CO32- 总反应： CH4 +2O2 == CO2 + 2H2O 负极： 正极： 负极： 正极： $