1.2 .2 化学电源课件--2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应与能量转化中的化学电源，系统介绍一次电池、二次电池和燃料电池的分类、原理及实例，通过生活用电器提问导入，衔接原电池原理，以定义解析、分类对比、实例分析为支架帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于结合酸性锌锰电池、铅蓄电池等具体实例，通过电极反应式书写规则、不同介质下反应对比，培养科学思维（证据推理、模型建构）和化学观念（物质性质决定用途）。练习题巩固知识，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

化学电源 第1章 化学反应与能量转化 利用原电池原理人们设计和生产除了形形色色的化学电源。 你知道上述用电器使用了什么种类的化学电源吗？ 化学电源 一次电池 燃料电池 二次电池 发生氧化还原反应的物质（活性物质）大部分被消耗后就不能再使用 又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，使活性物质获得再生，可以多次重复使用 利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电池，能连续不断地提供电能 一、一次电池 液体电解质 易漏液，不便携带 加淀粉 稀酸：电容量较小 浓酸：自放电严重 换H2SO4为NH4Cl 自放电减弱但产生H2 加MnO2阻止H2产生 一、一次电池 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。 总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O   负极： Zn - 2e- = Zn2+ 正极：2MnO2+2NH4++2e- =Mn2O3+ 2NH3+H2O 优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快。 负极材料是什么？ 正极材料是什么？ 电解质溶液是什么？ 电极反应式如何书写？ 1. 酸性锌锰电池 锌锰干电池即使不用，放置过久，也可能会漏液失效，这是为什么？在使用和保存时又应该注意哪些方面？ 作为电解质的糊状NH4Cl显酸性。锌锰电池在使用和放置过程中，锌会溶解，锌筒会逐渐变薄，内部糊状电解质会泄漏出来，使电器腐蚀，长时间不用，应从电器中取出，密封储存于低温干燥处。 为了防止泄露，外壳套上防腐金属或塑料筒，制成防漏电池。 2. 碱性锌锰电池 负极： Zn + 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极： 2MnO2 + 2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- 碱式氧化锰/氢氧化氧锰 优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电(电流稳定，放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液) 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵 总反应式： Zn+2MnO2 + H2O=ZnO+2MnOOH 二、二次电池 （1）正负极材料 正极：PbO2 负极：Pb 电解质溶液：H2SO4(aq) 化学能 电能 放电 充电 （2）工作机制 充电电池中能量的转化关系： 其电池反应可以正向和逆向进行.蓄电池放电时为自发电池,充电时为电解池。充电后电池容量得到恢复,充放电次数可达千百次。 铅蓄电池 （3）放电时电极反应式: 总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4＝2PbSO4 + 2H2O 负极: Pb + SO42- -2e-＝PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O （4）(充放电)反应式: 充电时电极反应式与放电时电极反应式相反,所以可以 把上述反应写成一个反应式： Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 三、 燃料电池 1. 燃料电池 (1)构成： 以还原剂(氢气、煤气、烃、肼、氨、甲醇等)为负极反应物； 以氧化剂(一般是氧气或空气)为正极反应物； 电极材料不参与氧化还原反应，一般具有很强的催化活性，多采用多孔碳或多孔镍、铂、钯等； 电解质可以是电解质溶液(碱性、酸性、中性)，也可以是固体电解质或熔融盐等 (2)特点： 氧化剂和还原剂在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此燃料电池能连续不断地提供电能。 2. 氢氧燃料电池 酸性电解质 溶液：H2SO4 正极: O2 负极： 燃料H2 负极： 通氢气（燃料） 2H2 - 4e－ = 4H+ O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 正极： 通氧气（氧化剂） 2. 氢氧燃料电池 负极： 通氢气（燃料） 2H2 + 4OH- – 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 正极： 通氧气（氧化剂） 碱性电解质 溶液： KOH 正极: O2 负极： 燃料H2 [注意事项] 1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则； 2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应； 3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)； 4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。 负极的电极反应式 = 燃料电池总反应式 - 正极的电极反应式。 2. 氢氧燃料电池 名称 电解质 电极反应和总反应 熔融盐氢氧燃料电池 熔融碳酸盐 负极： 正极： 总反应：2H2+O2=2H2O 固体氧化物燃料电池 固体氧化物 负极： 正极： 总反应：2H2+O2=2H2O 2H2-4e-+2CO32－=2CO2+2H2O 2CO2+4e-+O2= 2CO32－ 2H2-4e-+2O2-=2H2O O2+4e-=2O2- 1．日常所用锌锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为Zn－2e－＋2NH4+=Zn(NH3)22+＋2H＋，2MnO2＋2H＋＋2e－=2MnOOH。下列有关锌锰干电池的叙述正确的是(　　) A．干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极 B．干电池可实现电能向化学能的转化 C．干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器 D．干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒 C 2．体温枪能快速检测人体体温，该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如图所示)，电池的总反应式为Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。下列关于该电池的说法正确的是(　　) A．Ag2O电极作正极，发生氧化反应 B．该电池放电时溶液中的K＋向Zn电极移动 C．电池工作时，电流从Ag2O电极经过隔板 流向Zn电极 D．该电池的负极反应为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2 D 3．如图为铅蓄电池示意图，其总反应为： 下列说法错误的(　　) A．放电时，左侧电极反应式为 PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝PbSO4 + 2H2O B．放电时，电解质溶液的浓度逐渐增大 C．充电时，B电极与外接直流电源的负极相连 D．放电时，两电极的质量均增大 B 4．从理论上讲，所有的燃烧反应均可设计成燃料电池，如甲烷、乙醇、肼(N2H4)等。请写出以下甲烷燃料电池的总反应和电极反应： （1）电解质溶液：稀硫酸 总反应：________________________________ 正极：________________________________ 负极：________________________________ （2）电解质溶液：KOH溶液 总反应：________________________________ 正极：________________________________ 负极：________________________________ CH4＋2O2 = CO2＋2H2O 2O2＋8H＋＋8e－= 4H2O CH4＋2H2O－8e－ = CO2＋8H＋ CH4＋2O2＋2OH－= CO32-＋3H2O 2O2＋4H2O＋8e－= 8OH－ CH4＋10OH－－8e－= CO32-＋7H2O 含碳化合物的燃料电池，碱性条件下的氧化产物为碳酸盐，而非二氧化碳！ 正极 $