6.2.2 化学电源 课件-2026-2027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反应与电能中的化学电源，系统涵盖一次电池、二次电池、燃料电池的分类、工作原理及电极反应，通过科学史话（1800年伏打电池等发展史）导入，衔接原电池原理，以问题驱动（如普通锌锰电池电极材料、优缺点分析）搭建学习支架。 其亮点在于通过对比普通与碱性锌锰电池性能差异培养科学思维，电极反应式书写步骤（列物质标得失、看环境配守恒等）引导科学探究，结合燃料电池高效环保实例渗透科学态度与责任。学生能深化化学能与电能转化的化学观念，教师可借助丰富案例提升教学效率。

第六章 化学反应与能量 第2节 化学反应与电能 第2课时 化学电源 阅读选一p101科学史话，了解化学电源发展史 1800年 1836年 1860年 伏打电池 丹尼尔电池 普通锌锰干电池 A 一次电池 铅蓄电池、锂离子电池等 氢氧燃料电池 （干电池） 二次电池 燃料电池 (可充电电池、蓄电池) 化学 电源 3 判断电池的优劣： ①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少 ②比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小 ③电池可储存的时间长短 选修1 p103 第6题 电解质溶液：NH4Cl糊 负极（锌筒） 正极（MnO2）： 1.普通锌锰干电池 一、一次电池 MnO2+ e- +NH4+ = MnO(OH) + 2NH3↑ 氢氧化氧锰 5 (1)发生自放电 (2)NH4Cl为酸性，会腐蚀锌筒且生成H2，易造成电池膨胀及漏液 优点： 缺点： 结构简单、价格低廉。 单液电池 普通锌锰干电池内部结构 Zn 石墨棒 NH4Cl MnO2 NH4Cl ZnCl2 A 普通锌锰干电池曾一度长期占据市场，但现在却逐渐被替代，为什么呢？ 2.碱性锌锰干电池 总反应:Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2 2MnO2 + 2e- + 2H2O = 2MnO(OH) + 2OH- 正极: 负极： 负极正极电解质溶液 特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，其比能量和可储存时间均有所提高 双液电池 碱性锌锰干电池内部结构 金属外壳 铜针 Zn粉 KOH MnO2 KOH A 离子型导电隔膜 碱性干电池增大了正负极间的相对面积，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，锌变成粉末状，同时采用反应活性更高的二氧化锰粉 碱性锌锰干电池产生大电流和高电压 缺点： 不可重复使用 3.银锌电池（纽扣电池） 总反应: Zn＋Ag2O=2Ag+ZnO 电解质溶液：KOH Zn - 2e- + 2OH- = ZnO + H2O 正极: 负极： Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH- 优点：比能量大、电压稳定、储存时间长、适宜小电流连续放电。 二、二次电池 特点：二次电池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。充放电过程互为逆反应。 常见的充电电池： 电池、 电池、 电池等。 铅酸蓄 镍氢 锂离子 充电 化学能 电能 放电 能量变化： （原电池） （电解池） 1.铅酸蓄电池 铅酸蓄电池放电时发生的总反应为： Pb＋PbO2＋2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O 充电时反应与该过程相反 正极: 负极： Pb - 2e- + SO42- = PbSO4 PbO2+2e-+SO42-+4H+ =PbSO4+2H2O 优点：电流稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉 缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境 可充电电池：正接正，负接负 硫酸铅不溶于水不能拆 2.锂离子电池 电池总反应： LixCy + Li1-xCoO2 = LiCoO2 + Cy 负极：LixCy - xe- = xLi+ + Cy 正极：Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2 嵌锂石墨 LiCoO2（钴酸锂） 电解质： LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水) 优点： 质量小、体积小、储存和输出能量大 注意事项： 锂还原性强，易与水、氧气反应；使用非水体系电解液；密封保存隔绝空气 三、燃料电池 ①原理：将燃料和氧化剂(如:O2)反应所放出的化学能转化为电能。 ③两极材料：惰性材料（如Pt），只具导电性。 ②反应物不储存在电池内部，外加提供燃料和氧化剂，生成物不断排出，可以连续不断地提供电能。 ④两极判断：通入燃料气的一极 负极 通入O2或空气的一极 正极 ⑤导电介质：可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。 ⑥高效、环境友好。 1.氢氧燃料电池 总反应：2H2＋O2===2H2O H2 O2 介质： ①H2SO4(aq) ②KOH(aq) (-) H2 － 2e- ＝ 2H+ (+) O2 ＋4e- ＋4H+ ＝ 2H2O (pH↓) (pH↑) (-) H2 － 2e- ＋2OH-＝ 2H2O (pH↓) (+) O2 ＋4e- +2H2O ＝ 4OH- (pH↑) 不需要点燃 pH 总反应：2H2＋O2===2H2O ③熔融金属氧化物 (-) H2 － 2e- ＋ O2-=H2O (+) O2 ＋ 4e-=2O2- ④熔融碳酸盐 (-) H2+CO32--2e- = CO2+H2O (+) O2+2CO2+4e- = 2CO32- (1) 一般电极反应式的书写思路 列物质，标得失 判断电极反应物和产物，找出得失电子数 看环境，配守恒 ①酸性介质中，若生成OH-,会结合H+→H2O ②碱性介质中，若生成H+，会结合OH-→H2O ③碱性介质中，若生成CO2，会结合OH-→CO32- ④碱性介质中，若生成金属阳离子，则可能会结合OH-→沉淀M(OH)n (检查电子守恒，电荷守恒，原子守恒) 注意电解质溶液环境：电极产物须在电解质溶液中稳定存在 两式加，验总式 两电极反应式相加，与总反应式对照验证 （2）复杂电极反应式的书写 三、燃料电池 燃料电池具有广阔的发展前景。除了氢气，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体均可作燃料电池的燃料。燃料电池将化学能转化为电能的转化率超过80％，远高于转化率仅30％ 多的火力发电，大大提高了能源的利用率。 甲烷 (CH4) 肼(N2H4) 甲醇(CH3OH) 氨(NH3) 2.甲烷燃料电池 ①H2SO4(aq) 总：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O ②KOH (aq) 总：CH4＋2O2＋2OH- = CO32-＋3H2O 3.甲醇燃料电池 ①H2SO4 (aq) ②KOH (aq) 总：2CH3OH＋3O2=2CO2 ↑ ＋4H2O 总：2CH3OH＋3O2＋4OH- =2CO32-＋6H2O 4.肼（联氨）燃料电池 总：N2H4 + O2= N2 ↑ + 2H2O ①H2SO4 (aq) ②KOH (aq) 2．下列有关化学电池的描述正确的是 A．化学电池中一定需要两个活泼性不同的电极 B．能自发进行的氧化还原反应才可能设计成原电池 C. Mg、Al形成原电池时，Mg一定为负极 D．铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁为负极，铜为正极 1．下列有关铅蓄电池说法不正确的是 A.电池工作时，电解质溶液中硫酸的浓度减小 B.电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 C.充电时，Pb电极与电源负极相连 D.当电池向外电路提供2mol e- 时，理论上负极板质量增加96g B B 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 根据原电池工作原理，将下列氧化还原反应设计成原电池： （+）还原反应： 2Fe3＋＋2e- = 2Fe2＋ （-）氧化反应： 2I- - 2e- = I2 KI溶液 石墨 FeCl3溶液 石墨 Cl－ K+ 正极 负极 3.某种氢燃料客车搭载的质子交换膜燃料电池的结构如图所示。下列说法错误的是 A．空气中的O2在b极发生还原反应 B．质子从a极区通过质子交换膜进入b极区 C．转移4 mol电子时消耗H2 44.8 L（标准状况） D．a极电极反应式为H2+2OH-+2e-=2H2O A 正极电极反应式？ 该装置温度越高速率越快，电池效率越高？ P120第8题 25 海水呈弱碱性，pH≈7.5~8.5 P119第2题 $